Đồ án Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm

117 trang thiennha21 13/04/2022 2990

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_che_bien_bia_nong_do_con_thap_trong_phong_t.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN BIA NỒNG ĐỘ CỒN THẤP TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Kính Sinh viên thực hiện: Trần Thị Tuyết MSSV: 1311111038 LỚP: 13DTP03 TP. Hồ Chí Minh, 2017 1
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu thực sự của tôi dưới sự hướng dẫn của cô TS. Nguyễn Kính thuộc khoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi Trường, Trường đại học Công nghệ Tp.HCM. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng, lấy từ những nguồn có uy tín. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay có sự dối trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên Trần Thị Tuyết i
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo khoa cùng toàn thể thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm - Môi Trƣờng đã tạo điều kiện cho tôi học tập và tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Tôi cũng rất chân thành cảm ơn các Thầy Cô và Anh Chị quản lý phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Và đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn tôi là thầy Nguyễn Kính đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý báu và động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Bên cạnh đó tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn bè, sinh viên trong trƣờng và gia đình đã động viên, chia sẽ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất đến quý thầy cô cùng các bạn bè và gia đình! Tôi xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017 ii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. LỊCH SỬ VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIA 2 1.1.1. Lịch sử 2 1.1.2. Tình hình sản xuất bia 3 1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BIA 6 1.2.1. Nƣớc 6 1.2.2. Chất hòa tan 6 1.2.3. Các chất dễ bay hơi 7 1.3. GIÁ TRỊ CỦA BIA 7 1.3.1. Giá trị kinh tế 7 1.3.2. Giá trị dinh dƣỡng 7 1.3.3. Bia đối với sức khỏe con ngƣời 8 1.4. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA 9 1.4.1. MALT 9 1.4.2. HOA HOUBLON 12 1.4.3. Nấm men 16 1.4.4. Nƣớc 19 1.4.5. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ 21 1.4.6. CÁC CHẤT PHỤ GIA 22 CHƢƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu: 23 2.2. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu: 23 2.3. Quy trình dự kiến 26 2.4. Sơ đồ nghiên cứu 36 2.4.1. Thí nghiệm 1 37 iii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 2.4.2. Thí nghiệm 2 39 2.4.3. Thí nghiệm 3: 41 2.4.4. Thí nghiệm 4 42 2.4.5. Thí nghiệm 5 45 2.4.6. Đánh giá thị hiếu ngƣời tiêu dùng 47 2.4.7: Đánh giá chất lƣợng sản phẩm 47 Phƣơng pháp phân tích: 49 Phƣơng pháp xử lý số liệu: 49 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 50 3.1. Khảo sát chế độ nƣớc 50 3.2. Khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa 52 3.3. Khảo sát pH đƣờng hóa 54 3.4. Khảo sát thời gian đƣờng hóa 56 3.5.Khảo sát lƣợng nấm men ban đầu 58 3.5.1. Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men theo thời gian 58 3.5.2. Khảo sát hàm lƣợng đƣờng theo thời gian lên men. 62 3.5.3. Biện luận kết quả 63 3.5.4. Khảo sát mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng đối với 3 mẫu sản phẩm sau khi lên men 64 3.6. Kết quả đánh giá cảm quam giữa mẫu khảo sát với các sản phẩm trên thị trƣờng 66 3.7. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 PHỤ LỤC 1 PHỤ LỤC 1: PHÉP THỬ CẢM QUAN SẢN PHẨM 1 PHỤ LỤC 2. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 13 2.1. Cách loại CO2 13 2.2. Độ plato 13 2.3 Độ PH 13 2.4 Độ chua 14 iv
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 2.5 Độ cồn 14 2.6 Hàm lƣợng CO2 15 2.7 Xác định mật độ nấm men 16 PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU THÔ CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 18 3.1. Số liệu thô khảo sát chế độ nƣớc 18 3.2. Số liệu thô khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa 18 3.3. Số liệu thô khảo sát pH đƣờng hóa 18 3.4. Số liệu thô và kết quả xử lý phép thử cho điểm thị hiếu 19 3.5. Số liệu thô và xử lý kết quả phép thử so hàng đánh giá thị hiếu ngƣời tiêu dùng 24 PHỤ LỤC 4 : KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU SẢN PHẨM 28 4.1. Kết quả đo độ Plato. 28 4.2. Kết quả đo độ cồn. 28 4.3. Kết quả đo PH 28 4.4. kết quả xác định độ chua. 28 4.5. Kết quả xác định hàm lƣợng CO2. 29 4.6. Kết quả xác định mật độ nấm men: 29 PHỤ LỤC 5: MỘT SỐ HÌNH ẢNH 31 v
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: 21 nƣớc có sản lƣợng bia nhiều nhất thế giới (cập nhật năm 2005) Bảng 1.2: 19 nƣớc tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới (cập nhật năm 2005) Bảng 1.3: Thành phần hóa học của malt- đại mạch Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình của hoa houblon Bảng 1.5: Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng hoa houblon Bảng 1.6: Yêu cầu của nƣớc trong sản xuất bia Bảng 2.1: Chỉ tiêu hóa lí và hóa học của malt Bảng 2.2: Chỉ tiêu hóa lí và hóa học của hoa houblon Bảng 2.3: Dụng cụ sử dụng cho nghiên cứu Bảng 2.4: Chỉ tiêu cảm quan sản phẩm Bảng 2.5: Chỉ tiêu hóa lý sản phẩm Bảng 2.6: Chỉ tiêu vi sinh sản phẩm Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm 1 Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm 2 Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm 3 Bảng 3.4: Khảo sát số lƣợng nấm men theo thời gian Bảng 3.5: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào chết theo thời gian Bảng 3.6: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào nấm men nảy chồi theo thời gian Bảng 3.7: Kết quả hàm lƣợng đƣờng các mẫu theo thời gian Bảng 3.8: Kết quả cảm quan cho điểm 3 mẫu khảo sát Bảng 3.9: Kết quả so hàng thị hiếu của 5 mẫu sản phẩm bia Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan vi
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 3.11: Chỉ tiêu hóa lý Bảng 3.12: Chỉ tiêu vi sinh vii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần trong chất đắng của hoa houblon Hình 1.2: Hoa viên Hình 1.3: Hoa cao Hình 1.4: Sơ đồ sử dụng một đời nấm men Hình 2.1: Quy trình dự kiến sản xuất bia nồng độ cồn thấp Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu Hình 2.3: Sơ đồ khảo sát chế độ ngâm Hình 2.4: Sơ đồ khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa Hình 2.5: Sơ đồ khảo sát pH đƣờng hóa Hình 2.6: Sơ đồ khảo sát thời gian đƣờng hóa Hình 2.7: Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men ban đầu Hình 3.1: Dịch đƣờng khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi °Bx ở các khoảng nhiệt độ khác nhau Hình 3.3: Sự thay đổi số lƣợng nấm men theo thời gian Hình 3.4: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào nấm men chết theo thời gian Hình 3.5: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào nấm men nảy chồi theo thời gian Hình 3.6: Sự thay đổi hàm lƣợng đƣờng theo thời gian Hình 3.7: Đồ thị thể hiện điểm trung bình của 3 mẫu cảm quan viii
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm LỜI MỞ ĐẦU Bia là loại đồ uống có cồn, giàu dinh dƣỡng. Ngoài việc cung cấp một lƣợng calo khó lớn, trong bia còn chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase. Đƣợc sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là đại mạch ƣơm mầm, hoa houblon và nƣớc với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con ngƣời: hƣơng thơm đặc trƣng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lƣợng CO2 khá cao (4-5g/l) giúp cơ thể con ngƣời giải khát một cách triệt để khi uống. Bia là món đồ uống đƣợc ƣa chuộng và sử dụng nhiều nhất trong các bữa tiệc, nhà hàng, khách sạn. Đối tƣợng sử dụng rất rộng rãi,bao gồm phụ nữ, đàn ông, ngƣời già, ngƣời trên 18 tuổi. Bộ Y tế đã từng phát thông báo mức độ tiêu thụ bia của ngƣời Việt Nam trong 10 năm trở lại đây đã tăng gấp 2 lần. Dự báo đến năm 2025 sẽ tăng lên đến 7 lít/ngƣời/năm. Tuy nhiên, Bộ Công Thƣơng cho biết, mức sản xuất và tiêu thụ bia của các nhà máy trong năm 2016 lại tăng chậm ở mức 9,3% và chỉ bằng 85,6% kế hoạch của năm. Trong những năm gần đây, thức uống nói chung và bia nói riêng có hàm lƣợng calo thấp đã trở nên phổ biến, đặc biệt đối với những ngƣời thừa cân. Tƣơng tự nhƣ vậy nhiều loại bia có nồng độ cồn thấp cũng đƣợc ƣa chuộng nhiều hơn đối với những ngƣời không chịu đƣợc hoặc không cho phép sử dụng ở nồng độ cồn cao nhƣ phụ nữ mang thai, ngƣời tham gia giao thông, Trong khi đó nhiều ngƣời tiêu thụ bia lại ƣa thích các đặc tính về mùi, vị của các loại bia truyền thống vốn có nồng độ cồn cao đáng kể, thƣờng là >4. Vì vậy, với mong muốn đáp ứng nhu cầu thiết thực của ngƣời tiêu dùng, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sản xuất loại bia có nồng độ cồn thấp”. 1
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Mang trong mình những đặc trƣng về mùi vị cũng nhƣ giá trị dinh dƣỡng của bia truyền thống cộng thêm vào đó là nồng độ cồn thấp để đáp ứng đƣợc nhu cầu của nhiều dối tƣợng, sự kết hợp này sẽ phát triển mạnh trong tƣơng lai. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. LỊCH SỬ VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1.1. Lịch sử Bia là một loại nƣớc giải khát đƣợc lên men từ dịch của malt đại mạch, có hƣơng vị houblon, và có lịch sử lâu đời: 4000 năm trƣớc Công Nguyên: Thời kỳ ngƣời Xume, xuất hiện “Sikaru” bia và bia gia đình do ngƣời phụ nữ làm. 3000 năm trƣớc Công Nguyên: Thời kỳ Mesopotamia cổ đại, bia đóng vai trò rất quan trọng (cúng tế nữ thần Nia Harra). Ngƣời Ai Cập đã sản xuất bia (Zythum) trên 3000 năm, đó là thức uống phổ biến của họ. 2000 năm trƣớc Công Nguyên: Ngƣời Babilon tiếp tục kế thừa phƣơng pháp lên men bia của ngƣời Xume. Năm 768: Hoa houblon tạo hƣơng vị đặc trƣng cho bia đƣợc trồng ở Bavaria. Giữa thế kỷ 18: Việc sản xuất bia chỉ do phụ nữ đảm nhiệm, đến cuối thế kỷ, cùng với gia tăng nhu cầu tiêu thụ bia, quá trình thƣơng mại cũng đƣợc phát triển. Từ năm 1800: Kỷ nguyên hiện đại của nghề làm bia bắt đầu. Năm 1876: Tác phẩm “Nghiên cứu về bia” của L.Pasteur đƣợc xuất bản. Ông đã tìm ra những bí mật về nấm men và thuật ngữ lên men đƣợc sử dụng. 2
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Từ đó công nghệ sản xuất bia ngày càng phát triển mạnh, chất lƣợng bia ngày càng đƣợc nâng cao. Ngành công nghệ sản xuất bia ở Việt Nam có lịch sử hơn 100 năm Xƣởng sản xuất bia lần đầu tiên đƣợc đặt tên là xƣởng sản xuất bia Chợ Lớn, do một ngƣời Pháp tên là Hommel đã mở xƣởng bia ở làng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là tổng công ty Bia Rƣợu Nƣớc giải khát Hà Nội. Trong quá trình hình thành và phát triển, ngành sản xuất bia đã đạt mức tăng trƣởng cao vào những năm của thời kỳ mở cửa. Cùng với quá Trình hội hập, ngành sản xuất bia phát triển về quy mô và trình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có thế mạnh khi Việt Nam gia nhập tổ chức WTO. 1.1.2. Tình hình sản xuất bia Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới Hiện nay có hơn 25 quốc gia sản xuất bia với sản lƣợng hơn 1 tỷ lít/năm, trong đó Mỹ, Cộng Hòa Liên Bang Đức mỗi nƣớc sản xuất trên dƣới 1 tỷ lít/năm. Bảng 1.1: 21 nƣớc có sản lƣợng bia nhiều nhất thế giới (cập nhật năm 2005) Tên nƣớc Sản lƣợng Tên nƣớc Sản lƣợng Tên nƣớc Sản lƣợng (triệu lít) (triệu lít) (triệu lít) Mỹ 250.67 Mehico 45.6 Hà Lan 22.4 CHLB Đức 102.12 CHDC Đức 40.6 Colombia 21.67 Anh 87.34 Tây Ban 56.7 Nam Phi 19.3 Nha Nhật 80.07 38.9 Bỉ 17.8 Canada Nga 81.13 39.89 Nam Tƣ 24.5 3
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Cezh & Brazil 67.9 Slovakia 41.9 Ba Lan 32.2 Pháp Trung Quốc 78.98 30.2 Italia 76.8 Úc Bảng 1.2: 19 nƣớc tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới (cập nhật năm 2005) Tên nƣớc Tiêu thụ Tên nƣớc Tiêu thụ Tên nƣớc Tiêu thụ (triệu lít) (triệu lít) (Triệu lít) CHLB Đức 146.6 Áo 118.5 Cộng Hòa 80.0 Ailen 69.4 CHDC Đức 140.0 Úc 111.3 Thụy Sĩ 64.3 Cezh & 133.4 Anh 100.1 Slovakia 125.7 Bungari 62.0 Hungari 99.4 Đan Mạch 123.5 Tây Ban 60.0 Mỹ 90.8 Nha Tân Tây Lan 119.9 Hà Lan 86.0 Venduela Bỉ 119.3 Canada 83.0 Lucxambua Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trong nƣớc 4
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Ngành rƣợu bia nƣớc giải khát ở nƣớc ta đã có quá trình sản xuất lâu dài, từ cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX. Song đặt biệt 10 năm trở lại đây, do chính sách đổi mới, mở cửa của nƣớc ta, đời sống của các tầng lớp dân cƣ đã có cải thiện quan trọng, lƣợng khách du lịch, các nhà kinh doanh, đầu tƣ nƣớc ngoài vào Việt Nam tăng nhanh, cùng thúc đẩy sự phát triển của ngành rƣợu bia, nƣớc giải khát Việt Nam. Trƣớc đây chỉ có 2 nhà máy bia Sài Gòn và Hà Nội, nay cả nƣớc có 469 cơ sở sản xuất, tạo ra nhiều sản phẩm có tín nhiệm với ngƣời tiêu dùng trong cả nƣớc hoặc khu vực: bia 333, bia Hà Nội, Heniken, Halida, Carlsberg, Sanmiguel, Huda Hai nhà máy bia Trung ƣơng (Sài Gòn và Hà Nội) sản xuất đã vƣợt công suất tới 107% vẫn không đủ để đáp ứng nhu cầu ngƣời tiêu dùng. Nhiều quốc doanh rƣợu bia chủ lực của địa phƣơng cũng đầu tƣ phát triển khá nhƣ công ty bia Hải Dƣơng, Hà Tây, Thái Bình Mỗi năm Việt Nam sản xuất 1,2 tỷ lít bia. Con số này tăng (8-10)% sau từng năm. Bình quân mỗi ngƣời dân tiêu thụ gần 16 lít bia và 4 lít rƣợu trong một năm. Theo số liệu tổng hợp của Bộ Công Nghiệp năm 2004 thì giá trị sản xuất công nghiệp của toàn ngành bia – rƣợu – nƣớc giải khát trên cả nƣớc đã đạt 15.281,5 tỷ đồng, doanh thu đạt 17.950 tỷ đồng, đóng góp ngân sách nhà nƣớc khoảng trên 5.000 tỷ đồng, tạo việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động. Năm 2005 sản lƣợng bia sản xuất khoảng 1.500 triệu lít, sản lƣợng rƣợu sản xuất là 80 triệu lít. Tính đến hết năm 2004, toàn ngành có 329 cơ sở sản xuất bia với công suất thiết kế 1.737 triệu lít, 72 cơ sở sản xuất rƣợu có công suất thiết kế 103 triệu lít. Năng lực sản xuất bia tập trung chủ yếu tại những thành phố trực thuộc TW nhƣ: Thành Phố HCM chiếm 23.2% tổng năng lực sản xuất bia toàn quốc, TP Hà 5
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Nội: 13.44 %, TP Hải Phòng: 7.47%, tỉnh Hà Tây: 6.1%, Huế: 3.05%, Đà Nẵng: 2.83%. Qua đó ta thấy sản lƣợng bia sản xuất hàng năm trên thế giới là rất lớn đồng thời tiêu thụ cũng rất lớn. Bia trở thành nhu cầu thức uống của con ngƣời trên toàn thế giới. 1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BIA Thành phần hóa học của bia, thông thƣờng gồm những thành phần sau: 1.2.1. Nƣớc Nƣớc chiếm đến 80 – 90 % trọng lƣợng bia thành phẩm. 1.2.2. Chất hòa tan  Chất hòa tan chiếm 5.5 – 10.7% trọng lƣợng bia.  Chất hòa tan có hàm lƣợng nhỏ nhƣng phong phú về thành phần hóa học nên có tính chất quyết định đến chất lƣợng bia.  Các thành phần trong chất hòa tan bao gồm: - Hydrat cacbon: chiếm 80 – 85% chất hòa tan trong bia, trong số này có 60 – 70% là maltose, maltotriose, còn lại là các đƣờng khác nhƣ: glucose, saccarose, - Protein: chiếm 6 -9% chất hòa tan bia. Trong đó: 140 mg/l protein có phân tử lƣợng cao. 120 mg/l protein có phân tử lƣợng trung bình. 440 mg/l protein có phân tử lƣợng thấp. - Glyceryl: là sản phẩm phụ hình thành khi lên men chiếm 3 – 5% (khoảng 1200 – 1600 mg/l). - Các chất tro: chiếm 3 – 4% chất hòa tan. Trong đó 30% là photphat, còn lại là clorit, silicat, các catrion nhƣ K+, Na+, Ca2+, Mg2+, - Các chất đắng, tanin, màu: Hàm lƣợng chất đắng: khoảng 12 – 20 mg/l theo iso – α – acid đắng và α – acid đắng. 6
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Khoảng 150 mg.l tanin, trong đó 2/3 từ malt, 1/3 từ hoa houblon. Các chất màu: 50 – 70 mg/l antocyanuagen, 10 – 12 mg/l catechine, 10 – 40 mg/l tanoide - Các acid hữu cơ: chiếm 0.7 – 1.0% chất hòa tan của bia, trong đó: 50 – 70 mg/l pỷuvate 170 – 220 mg/l citrate 30 – 110 mg/l malat 30 – 100 mg/l D, L – lactate - Các vitamin: có hàm lƣợng nhỏ nhƣng khá đa dạng, gồm B1, B2, B6, biotin, nocotinamit, acid pantotenoic 1 lít bia có 30 đơn vị UI B1 (1 đơn vị UI B1 = 0.0003mg B1 = 0.3γ). 1 lít bia có 74 đơn vị UI B2 (1 đơn vị UI B2 = 0.003 mg B2 = 3γ) 1.2.3. Các chất dễ bay hơi  Etanol: 3.4 – 4.5% trọng lƣợng bia.  Acid cacbonic: 0.35 – 0.55% trọng lƣợng bia. 1.3. GIÁ TRỊ CỦA BIA 1.3.1. Giá trị kinh tế  Sản xuất bia là ngành công nghiệp phát triển nhanh, đem lại những khoảng thu nhập lớn cho doanh nghiệp và nền kinh tế của nhiều nƣớc.  Đối với nƣớc ta, bia cũng đem lại một nguồn thu đáng kể, đóng góp quan trọng vào sự phát triển, chẳng hạn bia Sài Gòn mỗi năm nộp cho nhà nƣớc hơn 1000 tỷ đồng. 1.3.2. Giá trị dinh dƣỡng Về giá trị dinh dƣỡng của bia đƣợc so sánh nhƣ sau: - So với trà, cà phê, bia không chứa các kim loại có hại, so với các loại rƣợu uống thì hàm lƣợng etanol trong bia rất thấp (2 -6% V). 7
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Về chất đạm: 1 lít bia tƣơng đƣơng 120g bơ hay 25g thịt bò hay tƣơng đƣơng 60g bánh mì - Về chất đƣờng: 1 lít bia tƣơng đƣơng 150g bánh mì - Độ calo của bia: 1 lít bia cho khoảng 400 – 500 calo. Năng lƣợng này 50% do protid và glucid cung cấp, 50% do rƣợu cung cấp. - Trong bia có lƣợng đáng kể vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B, rất cần thiết cho cơ thể. 1.3.3. Bia đối với sức khỏe con ngƣời  Ƣu điểm Bia là thức uống khá phổ biến. Uống bia điều độ với lƣợng vừa phải, sẽ có lợi cho cơ thể và có thể chữa đƣợc một số bệnh: - Bia giúp giảm nguy cơ các bệnh về tim mạch. - Uống bia có thể giúp ngăn ngừa việc hình thành các cục máu đông có thể gây tắc động mạch ở tim, cổ, não, đây là những nguyên nhân chính gây ra tình trạng đột quỵ của ngƣời. - Đối với những ngƣời bị bệnh tiểu đƣờng, uống bia vừa phải giúp giảm nguy cơ mắc bệnh mạch vành. - Uống bia điều độ còn có tác dụng tốt cho não, giúp nâng cao khả năng nhận thức của con ngƣời. - Bia chứa hàm lƣợng silicon cao, dễ hấp thu, đây là một yếu tố giúp xƣơng trở nên chắc hơn. - Bia có chứa nhiều chất giúp phân giải các chất béo trong cơ thể, giúp bộ máy tiêu hóa làm việc tốt hơn.  Nhƣợc điểm Tuy nhiên nếu uống bia qua nhiều sẽ gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe: - Uống bia nhiều sẽ làm cho hệ thần kinh kém nhạy bén, rất dễ gây tai nạn trong lúc làm việc, lái xe. 8
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Trong bia có chứa một hàm lƣợng cồn nhất định tùy từng loại bia, vì vậy việc uống quá nhiều có thể làm tăng nguy cơ gãy xƣơng thông qua ức chế hoạt động của các tế bào tạo xƣơng. Ngoài ra bia cũng gây ảnh hƣởng xấu đến chức năng của gan nếu uống quá nhiều. 1.4. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA Nguyên liệu chính là: malt, houblon, nƣớc. Malt cung cấp tinh bột, amilase cho đƣờng hóa, houblon là nguyên liệu tạo hƣơng vị đặc trƣng cho bia, màu sắc, độ bền bọt, làm trong bia, sát trùng bia, Tác nhân vi sinh vật là nấm men 1.4.1. MALT 1.4.1.1. Mục đích sử dụng Malt có thể hiểu: “là tất cả các hạt chứa tinh bột (đại mạch, lúa mì, thóc, ngô, yến mạch, ) đã được nảy mầm và sấy khô theo đúng yêu cầu kỹ thuật để làm nguyên liệu cho sản xuất bia”. Hạt đại mạch là nguồn gốc cung cấp tinh bột cho đƣờng hóa, tạo đƣờng cho sự lên men bia về sau. Qua quá trình nảy mầm một lƣợng lớn các enzym xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch nhƣ: enzym amylase, protease, sitase, maltase, photsphatase. Các enzym này là những nhân tố thực hiện việc chuyển các chất trong thành phần hạt đại mạch thành nguyên liệu (các acid amin tự do, các loại đƣờng, các vitamin ) mà nấm mem có thể sử dụng để tạo thành sản phẩm bia. 1.4.1.2. Thành phần hóa học của malt – đại mạch Thành phần hóa học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hóa học là nhân tố quyết định chất lƣợng của đại mạch để xem xét loại đại mạch có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt và bia hay không. Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt – đại mạch (Tính theo % trọng lượng chất khô) 9
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Thành phần Đại mạch Malt Tinh bột 63 ÷ 65 58 ÷ 60 Đƣờng saccharose 1 ÷ 2 3 ÷ 5 Đƣờng khử 0,1 ÷ 0,2 3 ÷ 4 Những đƣờng khác 1 2 Chất dạng gom 1 ÷ 1,5 2 ÷ 4 Hemicellulose 8 ÷ 10 6 ÷ 8 Cellulose 4 ÷ 5 5 Lipid 2 ÷ 3 2 ÷ 3 Protein thô (N * 6,25) 8 ÷ 11 8 ÷ 11 Dạng hòa tan thể muối: albumin, globulin 0,5 2 Hodrein – protein (prolamin) 3 - Glutein – protein 3 ÷ 4 2 Acid amin và peptid 3 ÷ 4 3 ÷ 4 Acid nucleic 0,5 1 ÷ 2 Tro 0,2 ÷ 0,3 0,2 ÷ 0,3 Những chất còn lại 2 2,2 5 ÷ 6 6 ÷ 7 1.4.1.2. Các yêu cầu kỹ thuật của malt  Yêu cầu về cảm quan  Màu sắc o Malt vàng: vàng tƣơi o Malt đen: màu sẫm hơn, vỏ malt phải ống ánh  Mùi vị o Phải đặc trƣng cho từng loại malt, không có mùi vị lạ. o Nếu có mùi chua hay mốc, chứng tỏ malt bị ẩm. o Malt vàng: vị ngọt dịu (nhẹ). o Malt đen: vị cà phê, thơm ngọt mạnh. 10
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Độ sạch o Không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ và không có hạt bị bệnh. o Lƣợng tối đa cho phép đối với: hạt vỡ là 0,5%, hạt bệnh là 1% và hạt không nảy mầm là 5%.  Các chỉ tiêu cơ học  Dung trọng: là trọng lƣợng một lít hạt đƣợc tính bằng (g/l). o Loại 1: có dung trọng 680 g/l. o Loại 2: có dung trọng từ 650 ÷ 680 g/l. o Loại 3: có dung trọng từ 630 ÷ 650 g/l.  Trọng lƣợng khô tuyệt đối: là trọng lƣợng của 1000 hạt (không chọn), thƣờng từ 35 ÷ 45 gam.  Lực nẩy nầm: là số hạt nẩy mầm (tính ra %) sau ngày thứ 3 cuẩ quá trình nẩy mầm trong điều kiện thí nghiệm, thƣờng từ 80 ÷ 85%.  Khả năng nẩy mầm: là số hạt nẩy mầm (tính ra %) sau ngày thứ năm của quá trình nẩy mầm trong điều kiện thí nghiệm, thƣờng phải đạt từ 90 ÷ 95%. Đại mạch có chất lƣợng cao nếu có lực nẩy mầm > 90% và khả năng nẩy mầm > 95%.  Những điểm cần chú ý Malt dùng để sản xuất bia phải đƣợc bảo quản ít nhất 3 ÷ 4 tuần trƣớc khi sử dụng vì:  Vỏ malt mới sấy giòn nên dễ bị nghiền nát, trong quá trình đƣờng hóa các chất trong vỏ malt sẽ bị hòa tan làm cho bia có vị đắng chát, khó lọc.  Hoạt lực của enzym thủy phân chƣa ổn định, quá trình đƣờng hóa diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồi thấp. 11
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Khi bảo quản hạt hút ẩm làm cho vỏ malt mềm dẻo không bị nát khi nghiền và sẽ là chất trợ lọc tốt sau này. Đồng thời trong hạt xảy ra một số quá trình mà kết quả là: o Hoạt lực của enzym và protease sẽ tăng. o Làm tăng lƣợng đạm hòa tan. o Chỉ số PH đƣờng hóa tăng 1.4.2. HOA HOUBLON Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ 2 để sản xuất bia 1.4.2.1. Mục đích sử dụng hoa houblon  Tạo cho bia có mùi thơm dễ chịu, có vị đắng chát nhẹ, đặc trƣng.  Có tác dụng sinh bọt và giữ bền bọt.  Có tính chất sát trùng bia.  Làm trong bia do kết tủa protid. 1.4.2.2.Thành phần hóa học trong hoa houblon Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình của hoa houblon (Theo % chất khô) Thành phần Tỷ lệ (%) Nƣớc 11 – 13 Tổng chất đắng ( α – 4,5, α – 9, γ – 15 – 21 1,5) Tinh dầu phấn 0.3 – 1 Tanin 2.5 – 6 Protein (N* 6,25) 15 – 21 Cellulose 12 – 14 Chất khoáng 5 – 8 Các hợp chất khác 26 – 28 12
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Trong các phần trên, các hợp chất đắng, tinh dầu phấn hoa và chất chát đóng vai trò quan trọng nhất trong sản xuất bia.  Chất đắng ( C11H30O35) Là thành phần thiết yếu và đặc trƣng nhất của hoa houblon và đƣợc chia làm 2 nhóm: Chất đắng (tan trong ete dietyl) Acid đắng (Hợp chất tinh thể) Nhựa đắng α - Acid đắng β - Acid đắng Nhựa mềm Nhựa cứng (6 – 8%) (3%) (5%) (2%) Hình 1.1: Các thành phần trong chất đắng của hoa houblon Chất đắng tạo ra vị đắng cho bia, tạo bọt, giữ bọt và tạo ra tính kháng sinh mạnh cho bia.  Chất chát – tanin (C25H24O13)  Làm kết tủa các protit kém bền vững, tăng tính ổn định của bia. 13
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Làm kết tuả protein bền làm giảm khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia.  Tinh dầu  Có dạng nƣớc trong, vàng sánh, có mùi thơm rất mạnh. Khi đun sôi, đa phần tinh dầu bay hơi, 90% lƣợng tinh dầu bay mất trong thời kỳ houblon hóa.  Khi đun sôi, thành phần tinh dầu cũng bị thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu, đặc trƣng của bia. 1.4.2.3. Các dạng hoa houblon trên thị trƣờng Sử dụng hoa nguyên cánh trong sản xuất bia:  Ƣu điểm: bảo quản đƣợc chất lƣợng hoa  Nhƣợc điểm: không bảo quản đƣợc lâu, thể tích cồng kềnh, hiệu quả sử dụng thấp. Để khắc phục các nhƣợc điểm trên, ngƣời ta tiến hành sấy hoa, chế biến cánh hoa và các bộ phận của nó thành dạng bán thành phẩm gọi là chế phẩm hoa houblon, gồm: houblon cao, houblon viên, houblon cánh. . Hoa cánh Hoa đã sấy khô đến độ ẩm < 13%, sau đó đƣợc ép chặt thành bánh, bọc kín trong các loại giấy đặc biệt, đồng thời có thể nạp thêm khí trơ (CO2 hoặc nitơ) để ngăn chặn tối đa tình trạng giảm chất lƣợng do bảo quản. . Hoa viên 14
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Hình 1.2: Hoa viên Nhằm thuận tiện trong bảo quản, vận chuyển, ngƣời ta đã nghiền nát hoa khô thành bột và ép thành viên, và đƣợc gói trong các bọc giấy đặc biệt giống hoa cánh. Chất lƣợng hoa viên nhƣ hoa cánh, nhƣng hiệu quả sử dụng cao hơn nên tiết kiệm hoa hơn. . Hoa cao Hình 1.3: Hoa cao Hoa cao là sản phẩm đƣợc chiết ly bằng các dung môi hữu cơ. Bằng cách đó sẽ tách đƣợc riêng chất đắng trong hoa ra ở dạng đậm đặc, chất lƣợng chất đắng đƣợc bảo quản tốt hơn, đồng thời việc sử dụng khi nấu với dịch đƣờng sẽ thuận tiện và hiệu quả cao hơn. 15
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 1.5: Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng hoa houblon Chỉ số Loại 1 Loại 2 Loại 3 Màu hoa Vàng đến vàng Vàng lục Vàng xanh đến óng vàng Màu hạt lupulin Vàng, vàng Vàng, vàng Vàng sẫm óng ánh sẫm Mùi Thơm dễ chịu, Thơm, không Hơi hồng đặc trƣng có mùi tạp chất khác Cánh hoa To, đều, chắc, Cánh có thể bị Rách nhiều, không bị rách rách, có chấm nhiều chấm đỏ đỏ cà phê cà phê % Tạp chất (chất 1.75 3 < 9 khô) % Chất đắng 15 12 (chất khô) % Ẩm (trọng 13 < 13 < 3 lƣợng) % Hoa bệnh (chất Không < 1 < 5 khô) % Tro (chất khô) 10 11 1.4.3. Nấm men 1.4.3.1. Sơ lƣợc về nấm men  Nấm men là tên chung chỉ nhóm vi nấm có cấu tạo đơn bào, sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi. 16
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Nấm men thƣờng có hình dạng khác nhau, thƣờng có hình cầu, hình elip, hình trứng, hình bầu dục, và cả hình dài.  Kích thích tế bào nấm men trung bình 9 ÷ 10 m  Ba chức năng cƣ bản nhất của nấm men là trao đổi chất, sinh sản, lên men. Trong sản xuất bia thƣờng dùng hai loại nấm men: Saccharomycess cerevisiae hansen (lên men nổi) và saccharomycess carlsbergensis hansen (lên men chìm). 1.4.3.2. Vai trò của nấm men trong sản xuất bia Nấm men có khả năng hấp thụ các chất dinh dƣỡng trong môi trƣờng nƣớc mạch nha nhƣ các loại đƣờng hòa tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptid), vitamin và các nguyên tố vi lƣợng qua màng tế bào. Sau đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa xảy ra để tạo thành rƣợu và CO2. Theo sơ đồ sau: C6H12O6 C2H5OH + CO2 + Q (năng lƣợng) 1.4.3.3. Đặc điểm của nấm men dùng trong sản xuất bia Đặc điểm cấu tạo Về kết cấu nấm men bia gồm có:  Nhân tế bào ở giữa lớp nguyên sinh chất, trong nguyên sinh chất có chứa một số hạt nhỏ li ti và không bào, nó sẽ to lên khi men bia thiếu chất dinh dƣỡng hoặc già cỗi.  Vỏ tế bào chiếm 20% trọng lƣợng của tế bào, là màng bán thẩm thấu có chức năng thẩm thấu các phân tử đạm và đƣờng rất nhỏ bé thuộc loại dinh dƣỡng của nấm men.  Chất đạm trong tế bào chiếm 45 – 70%.  Chất béo chiếm 2 – 5%.  Chất khoáng loại phosphate chiếm 8%. 17
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Ngoài ra còn có vitamin B1, B2, một ít vitamin C, tiền tố D và một loạt chất phân giải đạm, đƣờng để phục vụ cho lên men, hô hấp và tổng hợp. Hai loại nấm men dùng trong lên men bia - Nấm men nổi ( Saccharomycess cerevisiae): dùng lên men nổi, phát triển chủ yếu trên bề mặt, hình dạng thƣờng là hình cầu hoặc ovan với kích thƣớc 7 - 10µm. Thời gian lên men 4 – 6 ngày. - Nấm men chìm (Saccharomycess carlsbergensis): dùng lên men chìm, phát triển ở tầng sâu của thiết bị, hình dạng chủ yếu là hình cầu. Thời gian lên men 12 – 17 ngày. Thông thƣờng một đời men giống đƣợc sử dụng từ 6 ÷ 10 chu kỳ lên men Lên men bia Men giống Nhân giống trung gian Nấm men thu hồi Tách nấm men Xử lý làm sạch Nấm men 18
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Hình 1.4: Sơ đồ sử dụng một đời nấm men 1.4.3.4. Các yêu cầu đối với nấm men khi đƣa vào lên men bia Một nòi nấm men đƣợc đƣa vào sản xuất bia phải đáp ứng những yêu cầu sau: - Tế bào có hình dạng đặc trƣng. - Nấm men thuần khiết, không bị nhiễm vi sinh vật khác. - Khả năng kết lắng với những loại lên men chìm. - Phải có tính ổn định trong sản xuất - Khi đƣa vào sản xuất tỷ lệ men chết dƣới 2%, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. - Nấm men khi đƣa vào dịch đƣờng để lên men phải đạt đƣợc từ 10 – 20 triệu tế bào/ml dịch ống. - Nấm men có khả năng chuyển hóa các đƣờng đôi, đƣờng đơn giản, các peptid, acid amin, giải phóng CO2, rƣợu ethanol và nhiệt. 1.4.4. Nƣớc 1.4.4.1. Vai trò của nƣớc trong sản xuất bia Nƣớc là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất bia: - Chiếm 80 – 90% trọng lƣợng bia thành phẩm - Thành phần hóa học và chất lƣợng của nƣớc ảnh hƣởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình sản xuất bia và đặc biệt chất lƣợng bia thành phẩm. - Nƣớc dùng xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu, làm nguội bán thành phẩm, thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh. 1.4.4.2. Yêu cầu của nƣớc trong sản xuất bia Bảng 1.6: Yêu cầu của nƣớc trong sản xuất bia 19
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Các chỉ tiêu Hàm lƣợng cho phép Độ cứng tạm thời 0,72mg-đl/lít Độ cứng vĩnh cửu 0,26-0,72mg-đl/lít pH 6,8-7,2 Độ oxy hóa 2 mg O2/lít Hàm lƣợng cặn khô < 600 mg/lít Chỉ tiêu sinh học Vi sinh vật ≤ 100 tế bào/cm3 Chỉ tiêu hóa học Sắt < 0,3 mg/lít Mangan < 0,05 mg/lít Magiê < 125 mg/lít Chì < 0,1 mg/lít Đồng < 3 mg/lít Kẽm < 5 mg/lít Flo < 1 mg/lít Selen < 0,05 mg/lít Asen < 3,5 mg/lít Natri < 3,5 mg/lít sunfat < 60-80 mg/lít 1.4.4.3. Ảnh hƣởng thành phần muối của nƣớc 2+ - Ca : thƣờng tồn tại dƣới dạng muối Ca(HCO3)2, ảnh hƣởng xấu đến quá trình nấu bia do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đƣờng hóa. - Mg2+: hàm lƣợng trong nƣớc tuy ít hơn Ca2+, nhƣng gây tác dụng xấu hơn vì MgSO4 có vị đắng chát ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia. + - Na : tồn tại trong nƣớc dƣới dạng Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 và NaCl. Na2CO3 và NaHCO3 làm giảm độ acid của hồ malt, Na2SO4 với hàm lƣợng cao sẽ làm cho bia có vị đắng. NaCl nếu quá thấp hay quá cao cũng sẽ ảnh hƣởng tới mùi vị của bia. 20
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - K+: cũng tƣơng tự nhƣ Na+ - Sắt: thƣờng tồn tại dƣới dạng Fe(HCO3)2, hàm lƣợng cao cũng sẽ ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia, làm cho bia có mùi vị lạ, xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, làm giảm độ bền keo, dễ dàng gây đục cho sản phẩm. - Các muối sunfat, chloride và nitrat của Magie và Canxi khi tác dụng với các muối phosphate trong malt làm tăng độ acid của hồ malt giúp các enzym hoạt động tốt ở PH tối ƣu, nghĩa là có tác dụng có lợi trong quá trình nấu bia. Do thành phần hóa học và các muối có trong nƣớc ảnh hƣởng vừa tích cực và tiêu cực đến quá trình sản xuất bía nên ta cần có phƣơng pháp xử lý nƣớc phù hợp để thu đƣợc loại bia tốt nhất. 1.4.5. NGUYÊN LIỆU THAY THẾ 1.4.5.1. Mục đích sử dụng  Giảm giá thành sản xuất  Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm: mùi vị, thời gian bảo quản.  Tạo ra chủng loại bia có mức độ phẩm cấp chất lƣợng khác nhau.  Đáp ứng yêu cầu theo đơn đặt hàng của ngƣời tiêu dùng 1.4.5.2. Các dạng thế liệu - Thế liệu dạng hạt: mạch đen, yến mạch, lúa mì, đại mạch khô, gạo, ngô, - Thế liệu dạng thƣờng: gluco, malto, saccaro, Hiện nay, ở nƣớc ta, gạo đƣợc xem là thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia do hàm lƣợng glucid, protein khá cao, khả năng chuyển hóa thành chất hòa tan tốt. 1.4.5.3. yêu cầu kỹ thuật của nguyên liệu thay thế  Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột), mà từ đó dƣới tác dụng của enzym trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành chất đƣờng hòa tan. 21
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Vì vậy các loại ngũ cốc thƣờng đƣợc chọn làm thế liệu trong sản xuất bia.  Khi sử dụng thế liệu, chất lƣợng của thế liệu sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng bia (mùi, vị, màu sắc, ). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hóa học của thế liệu.  Tại một số nơi, có thể dùng trực tiếp đƣờng saccharose (từ mía hoặc củ cải) nhƣ một thế liệu cho malt, song điều này không khuyến khích. 1.4.6. CÁC CHẤT PHỤ GIA Các chất phụ gia là tất cả các chất đƣợc sử dụng dƣới dạng các nguyên liệu phụ nhằm đạt đƣợc các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong các quá trình của công nghệ sản xuất bia. Có thể phân loại thành các nhóm:  Nhóm phụ gia gián tiếp: gồm các nguyên liệu, hóa chất đƣợc sử dụng trong quy trình công nghệ, không đƣợc phép có trong thành phần của sản phẩm. Ví dụ: các loại hóa chất dùng để vệ sinh thiết bị,  Nhóm phụ gia trực tiếp: gồm tất cả những nguyên liệu, hóa chất đƣợc phép có mặt trong thành phần của sản phẩm với một hàm lƣợng cho phép nhất định. Ví dụ: nhóm hóa chất chống oxy hóa cho bia, nhóm các chất phụ gia xử lý nƣớc, 22
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm CHƢƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu: Thời gian nghiên cứu: từ tháng 05/2017 đến tháng 07/2017. Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Công nghệ TPHCM. 2.2. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu: 2.2.1. Vật liệu: Nguyên liệu: Malt: lấy từ nhà máy bia Vinaken Yêu cầu: Bảng 2.1: Chỉ tiêu hóa lí và hóa học của malt Chi tiêu Yêu cầu Độ hòa tan tính theo chất khô 76 – 81,7% Độ ẩm <5% Độ màu của nƣớc 0,18 – 0,3% 23
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Chất đạm toàn phần theo % 11,5% Chất khô 5 – 8% Thời gian đƣờng hóa <15 phút Amylase 280 – 330 Wk pH 5,5 – 6,5 Polyphenol 5 – 8% Nƣớc: Nƣớc là nguồn nguyên liệu chính trong công nghiệp sản xuất bia (chiếm 80- 90% trọng lƣợng bia thành phẩm). Sử dụng nƣớc cấp sinh hoạt của hệ thống nƣớc thành phố. Houblon: Sử dụng hoa houblon dạng viên từ nhà máy bia Vinaken Yêu cầu: Bảng 2.2: Chỉ tiêu hóa lí và hóa học của hoa houblon STT Thành phần Mức chỉ tiêu 1 Độ ẩm 10 – 13% 2 Chất đắng 12 – 21% 3 Axit đắng 6 – 8% 4 Axit đắng 3% 5 Đƣờng 3% 6 Nhựa đắng 7 – 8% 24
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 7 Xelulose 12 – 14% 8 Tinh dầu thơm 0,3 – 1% 9 Tannin 2,5 – 6% 10 Este 4,4% 11 Protein 15 – 21% 12 Tro 5 – 10% Nấm men Nguôn gốc: Sử dụng nấm men Saccharomyces carsbergensis có xuất xứ từ Đức, do nhà máy bia VINAKEN cung cấp. Yêu cầu: Các yêu cầu đối với nấm men khi đƣa vào lên men bia Khi đƣa vào sản xuất, tỷ lệ men chiết dƣới 2%, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 10%, thời kỳ mạnh nhất khi độ đƣờng xuống nhanh nhất có thể trên 80%. Nấm men đƣa vào dịch đƣờng để lên men phải đƣợc từ 10 – 20 triệu tế bào/ml giống. Nấm men có khả năng chuyển hóa đƣờng đôi, đƣờng đơn, peptid, acid amin, giải phóng CO2, rƣợu etylic và nhiệt. 2.2.2 Dụng cụ Bảng 2.3: Dụng cụ sử dụng cho nghiên cứu STT Dụng cụ Số lƣợng 1 Nồi inox 2 cái 2 Nhiệt kế 1 cái 3 Brix kế 1 cái 4 Máy đo màu 1 máy 5 Máy đo độ trong 1 máy 6 Bếp điện từ 1 cái 25
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 7 pH kế 1 cái 8 Buồng đếm hồng cầu 1 cái 9 Giấy lọc 3 tờ lớn 10 Phiễu thủy tinh 5 cái 11 Bình tam giác 5 cái 2.2.3 Hóa chất: Hóa chất đƣợc sử dụng trong nghiên cứu: Acid Lactic ((C3H6O3)) 2.3. Quy trình dự kiến 26
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Malt vàng Làm sạch Nghiền Ngâm Nƣớc Đƣờng hóa Lọc Nấu hoa houblon Hoa houblon Lên men Lọc Sản phẩm Hình 2.1: Quy trình dự kiến sản xuất bia nồng độ cồn thấp 27
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Thuyết minh quy trình: Malt vàng: Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất bia nồng độ cồn thấp là malt vàng, không bị ẩm mốc, sâu mọt. Làm sạch: Làm sạch nhằm mục đích loại bỏ bụi bẩn, rác, kim loại lẫn vào malt. Cách tiến hành: Malt sau khi đã đƣợc cân đủ số lƣợng cho vào rổ có kích thƣớc nhỏ hơn hạt malt, tiến hành lắc đều để loại bỏ tạp chất. Nghiền: Mục đích: Malt đƣợc ghiền thành các hạt có kích thƣớc nhỏ hơn nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào, tang bề mặt tiếp xúc với nƣớc, làm cho thành phần của nội nhũ tiếp xúc với nƣớc nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đƣờng hóa và quá trình thủy, phản ứng enzyme diễn ra dễ dàng. Cách thực hiện: Trƣớc khi nghiền cho malt đi qua nhanh dƣới vòi nƣớc để tạo điện kiện thuận lợi cho công đoạn nghiền, sau đó để ráo rồi cho malt vào máy xay sinh tố xay tới kích thƣớc mong muốn. Đƣờng hóa: Trong môi trƣờng giàu nƣớc, các hợp chất thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu sẽ hòa tan vào nƣớc và trở thành chất chiết của dịch đƣờng sau này. Các hợp phần cao phân tử của cơ chất nhƣ tinh bột, Protein, các hợp chất chứa phospho, ,sẽ bị tác động bởi các nhóm enzyme tƣơng túng là amylase, protease,phosphatase, khi nhiệt độ của khối dịch đƣợc nâng lên đến điểm thích hợp cho các enzyme này hoạt động. Dƣới sự xúc tác của hệ enzyme thủy phân, các hợp chất cao phân tử bị phân cắt thành các hợp chất thấp phân tƣ và hòa tan vào nƣớc để trở thành chất chiết của dịch đƣờng. Các biến đổi xảy ra trong quá trình đƣờng hóa: 28
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Tính chất của enzyme: Tính chất quan trọng nhất của enzyme là chức năng phá hủy các mối lien kết hóa học trong các cơ chất. Hoạt tính này của enzyme phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Nhiệt độ: Hoạt tính của enzymphuj thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hoạt tính tang khi nhiệt độ tang, và đạt cao nhất tại nhiệt độ thích hợp riêng. Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối ƣu, hoạt tính của enzyme giãm nhanh do sự giãn nở cấu trúc không gian của các enzym và bị vô hoạt nhanh chóng khi càng tang nhiệt độ. pH: Do cấu trúc không gian của enzym thay đổi theo pH, mỗi loại enzyme hoạt động mạnh nhất tại một khoảng pH nhất định, và giãm ở pH quá cao hoặc quá thấp. Ảnh hƣởng của pH ít hơn ảnh hƣởng của nhiệt độ. Các quá trình thủy phân quan trọng: Thủy phân tinh bột: Cấu tử quan trọng nhất của bia là rƣợu đƣợc tạo thành trong quá trình lên men đƣờng. Tinh bột đƣợc thủy phân thành các loại đƣờng trong đó phần lớn là maltose. Ngoài ra còn các sản phẩm trung gian nhue dextrin-không lên men đƣợc. Tinh bột thủy phân thành đƣờng và dextrin, hỗn hợp này không làm mất màu Iot. Quá trình thủy phân tinh bột xảy ra theo 3 giai đoạn, trình tự không thể thay đổi, tuy nhiên chúng xen lẫn nhau: - Hồ hóa: Khi ngâm với nuocs nóng, môt lƣợng nƣớc ngấm vào các phân tử tinh bột làm thể tích hạt tăng lên và hạt bột trƣơng nở, cuối cùng vỡ tung. Dịch trở nên nhớt, độ nhớt tùy thuộc mức độ hút nƣớc của bột malt. Trong quá trình này, xảy ra quá trình phân hủy không có tính hóa học, gọi là quá trình hồ 29
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm hóa. Quá trình hồ hóa có vai trò quan trọng trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm. Sau khi tinh bột đã đƣợc hồ hóa sẽ không lien kết chặt chẽ với nhau nữa, tạo điều kiện cho các enzym có trong dịch tấn công trực tiếp vào tinh bột. - Dịch hóa: Trong phân tử tinh bột có chuỗi mạch dài tạo nên từ các gốc glucose (Amylose và amylopectin) bị phá hủy nhanh chóng bởi α-amylase hình thành mạch ngắn hơn. Điều này làm cho độ nhứt của dịch hồ hóa giãm nhanh. Β- amylase chỉ có thể phân tách từ từ mạch tinh bột từ đầu không khử, do vậy mà sự thủy phân nhờ enzyme này mất nhiều thời gian. - Đƣờng hóa: Amylase phân cắt dần dần mạch amylose và amylopectin để tạo nên các chuỗi ngắn mạch hơn. Các chuỗi này tiếc tục đƣợc β-amylase tiếp tục phân cắt ra chuỗi có 2 gốc (maltose) từ đầu không khử. Do có sự khác nhau về độ dài của các mạch mà ngoài sự tạo thành maltose còn tạo nên các đƣờng khác nhƣ glucose, maltotriose Biến đổi hóa lý: Sự tủa lắng protein. Khi nhiệt độ tăng các protein kém chịu nhiệt sẽ bị kết tủa thành các melanoid: do các acid amin tác động các chất đƣờng tại nhiệt độ cao thành ( tác sụng tốt cho mùi vị của bia, khả năng tạo mùi và giữ bọt của bia). Lọc: Mục đích: Tách dịch đƣờng hay dịch hèm với vỏ và những phần nội nhũ của hạt không tan. Ngoài ra còn mong muốn giữ lại cùng với bã những chất không mong muốn nhƣ kim loại nặng, tannin, lipid, Quá trình lọc được chua làm 2 giai đoạn: 30
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Giai đoạn 1 - Lọc dịch đầu: giai đoạn tách dịch ra khỏi bã. Trong suốt quastrinhf lọc bã đóng vai trò nhƣ một lớp vật liệu lọc. - Giai đoạn 2 – Rửa bã: Sau khi tách dịch ra khỏi bã, trong bã còn chứa một lƣợng các chất hòa tan đặc biệt là đƣờng. Mục đích của rửa bã là để thu hồi những chất chiết này. Rửa bã đƣợc thực hiện bằng nƣớc nóng (70-75°C) Đun sôi hoa houblon: Mục đích của quá trình đun sôi dịch đƣờng với hoa houblon là nhằm ổn định thành phần và tạo cho bia có mùi thơm và vị đắng đặc trƣng của hoa houblon. Đồng thời cũng trong lúc này cũng xảy ra một số quá trình khác nhƣ sự gia tang nồng độ, độ axit, cƣờng độ màu, sự tạo thành các chất khử, độ nhớt giãm xuống. Dịch đƣờng sau khi lọc cùng với nƣớc rửa bã hòa tan thƣờng bị đục nhiều hay ít, trong dịch đƣờng có chứa một số các chất keo không ổn định do các vi sinh vật hay các enzyme hoạt động còn sót. Nhờ quá trình đun sôi này mà loại trừ các yếu tố bất lợi trên, nhờ thế làm ổn định thành phần hóa học của dịch đƣờng và tạo điều kiện cho bia có thành phần và tính chất theo đúng yêu cầu. Bia là loại nƣớc giải khát có mùi thơm và vị đắng rất đặc trƣng, mùi thơm và vị đắng đặc trƣng này đƣợc tạo nên bởi hoa houblon. Đồng thời hoa houblon còn giúp cho bia thêm bền vững sinh học và khả năng tạo bọt tốt. Thƣờng hốn hợp dịch đƣờng sau lọc và nƣớc rửa bã có nồng độ thấp hơn nồng độ yêu cầu để sản xuất bia, Nhờ quá trình đun sôi này một phần nƣớc sẽ bay hơi, khi đó nồng độ dịch đƣờng sẽ tang lên. Biến đổi thành phần và tính chất của dịch đường Về mặt vật lý: Có sự thay đổi về tỷ trọng của dịch nha, nhiệt độ của dịch nha tăng. Về mặt sinh học: 31
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Dịch đƣờng khi chuyển sang nồi nấu hoa có thể chứa các vi khuẩn chịu nhiệt. Đun sôi trong vòng 20 phút ở pH acid (pH của dịch đƣờng) cũng đủ để tiệt trùng dịch đƣờng. Những tính chất kìm hãm vi khuẩn của hoa houblon cũng góp phần bảo vệ cho dịch đƣờng. Về mặt hóa sinh: Các enzyme bị phá hủy, đặc biệt là enzyme – amylase, là enzyme chính còn hoạt động ở nhiệt độ lọc. Sự tiêu diệt enzyme ở công đoạn nấu tránh sự biến đổi cấu trúc phân tử đƣờng trong quá trình lên men mà những chất này sẽ cản trở hay có tác động xấu tới độ bền sinh học, hay khả năng giữ bọt của bia thành phẩm. Về mặt hóa học Xảy ra phản ứng Maillard, phản ứng đồng phân hóa các acid đắng tạo ra sản phẩm nhƣ acid acetic, izoaldehyt và acid humulinic. Trong đó, acid humulinic là một acid đắng có khả năng hòa tan cao hơn và có lực đắng mạnh hơn nhiều so với các hợp chất đồng phân và acid đắng ban đầu, chúng mang tính quyết định tạo ra vị đắng và hƣơng thơm đặc trƣng cho bia. Về mặt bền keo Để cải thiện tính bền keo của bia cần phải loại bỏ các hợp chất nitơ bằng cách đông tụ và kết tủa chúng với sự liên kết protein và tanin. Nếu chỉ đun nhẹ là không đủ. Sự đông tụ bị ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố khác nhƣ thời gian, cƣờng độ của quá trình đun sôi, sự có mặt của oxi, các tác nhân khử, pH môi trƣờng, các phản ứng phosphat. Lên men: Mục đích: Chuyển các chất đƣờng, dextrin có phân tử thấp thành rƣợu etylic CO2 và một số sản phẩm phụ khác, tạo bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lƣợng sản phẩm. Các biến đổi: 32
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Trong quá trình lên men, nấm men thông qua con đƣờng trao đổi chất và năng lƣợng trong các điều kiện kĩ thuật thích hợp để chuyển hóa các glucid phân tử lƣợng thấp thành rƣợu etylic, CO2 theo sơ đồ phản ứng: C6H12O6 C2H5OH + CO2 + H2O + Q ( năng lƣợng) Đồng thời các quá trình sinh hóa xảy ra do sự xúc tác sinh học của các enzyme đƣợc hình thành trong quá trình lên men, một số sản phẩm phụ cũng đƣợc hình thành nhƣ các acid hữu cơ, este, các rƣợu bậc cao, aldehyt, glycerin, Những biến đổi của quá trình lên men chính: - Biến đổi các chất khô hòa tan: trong nƣớc nha có đầy đủ các chất dinh dƣỡng cho nấm men nhƣ: hydratacarbon, protein, các vitamin và muối khoáng Sau khi chuyển nấm men giống vào nƣớc nha, qua thời gian ngắn của thời kỳ tiềm phát, nấm men nãy chồi và phát triển mạnh mẽ số lƣợng tế bào trong dịch tang lên rõ rệt, vừa phát triển vừa lên men, tiêu hao cơ chất và tạo ra các sản phẩm. Sự lên men các loại đƣờng khác nhau diễn ra theo một tuần tự nhất định do sự thẩm thấu của các loại đƣờng này vào tế bào nấm men. Saccharose cũng đƣợc chuyển hóa ngay ở giai đoạn đầu của quá trình lên men nhƣng phải nhờ enzyme β – fuctofuranosidase (enzyme này có trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men) thủy phân thành đừng fructose và glucose. Khi trong dịch lên men không còn glucose và fructose nữa thì lúc này nấm men bắt đầu sử dụng đến maltose (maltose là thành phần chính trong dịch nha, có thể chiếm đến 50% tổng lƣợng hidratcarbon). Dƣới tác dụng của enzyme α – glucosidase, maltose chuyển hóa thành glucose. Maltose hầu nhƣ đƣợc tiêu hao hết trong quá tình lên men chính. Các sản phẩm thứ cấp của quá trình này đƣợc tích tụ nhƣ glycerin, acetaldehyl, acid pyruvic, acid acetic, acid lactic, diacetyl, 2,3-butylenglycol và một lƣợng ít acetoin, acid citric. Song song với các quá trình này là quá trình lên men rƣợu bậc cao từ các acid amin nhƣ: tryptophylic, propylic, Bên cạnh đó quá trình này cũng hình thành một số hợp chất không có lợi nhƣ: C4 (aceton, diacetyl và 2,3 butylenglycol) gây mùi khó chịu. 33
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Biến đổi hóa lý: dịch nha lúc mới cấy nấm men thƣờng có độ pH = 5.3 – 5.6. Còn pH ở cuối giai đoạn lên men chính khoảng 4.2 – 4.5 (pH giảm là do sự hình thành CO2 và các acid hữu cơ trong đó chủ yếu là acid lactic, acid tatric). Số lƣợng các sản phẩm oxy hóa giảm mạnh trong khi các sản phẩm của quá trình khử oxy tích tụ ngày một nhiều. Nấm men phát triển kìm hãm các quá trình oxy hóa, chúng hấp thụ oxy hòa tan trong dịch nha, tiêu hao cho các phản ứng trao đổi chất. Trong giai đoạn lên men mạnh, tất cả oxy hòa tan trong dịchnha đƣợc nấm men sử dụng hết. Sự tích tụ CO2 trong môi trƣờng làm chậm các quá trình oxy hóa. - Sự đông tụ các protein và sự hình thành bọt: quá trình lên men tạo ra các cồn, este đã làm cho môi trƣờng pH giảm tạo điều kiện cho các protein đông tụ và kết lắng một phần tế bào nấm men. Khí cacbonic đƣợc tạo ra trong quá trình lên men, lúc đầu thì hòa tan trong dung dịch nhƣng sau đó tan dần và tách thành các túi khí (là cơ sở cho sự hình thành bọt). Trên bề mặt các túi khí xuất hiện lớp hấp phụ có hoạt tính bề mặt nhƣ: nhựa houblon, protein. Khi các túi khí riêng lẻ dính vào nhau thì tạo nên bọt, dần dần tràn kín và dày lên trên bề mặt dịch lên men. Lên men phụ và tàng trữ bia Mục đích: Tiếp tục lên men phần khô có khả năng lên men với tốc độ chậm còn lại sau khi lên men chính. Diễn ra quá trình bão hòa CO2 , lắng bớt cặn cơ học, tế bào nấm men làm ổn định chất lƣợng bia (hƣơng, vị) làm trong bia. Đƣa bia non về nhiệt độ 0 - 2°C nhằm hạn chế sự xâm nhập phá hoại của vi sinh vật. Phƣơng pháp tiến hành Quá trình hạ phụ đƣợc diễn ra khi lên men chính khoảng 5 – 7 ngày, men ăn độ đƣờng sắp về ngƣỡng cho phép hạ nhiệt độ từ từ, cấp lạnh giảm sức ăn của nấm men, đến độ đƣờng đạt, tiến hành hạ lạnh 0 1oC để cắt men Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men phụ 34
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Với nhiệt độ lên men chính làm cho các hạt không hòa tan tồn tại lơ lửng khi gặp nhiệt độ thấp thì nhựa hoa houblon,các hợp chất tannin, protein cũng đông tụ, ngoài ra các tế bào nấm men cũng chịu ảnh hƣởng của nhiệt độ thấp, áp suất và nồng độ CO2 cao cũng lắng xuống hấp thụ trên bề mặt của các chất huyền phù khác nhau rồi lắng xuống đáy tiếp tục lên men một cách từ từ. Từ hiện tƣợng trên bia dần dần trong, tạo các este, bão hòa CO2, do đó bia có vị ngon hơn, độ bền bia lớn hơn và dễ dàng cho quá trình lọc sau này. Quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp sẽ khử diacetyl, rƣợu bậc cao, aldehide một số tế bào nấm men chết và tự phân. CO2 góp phần đẩy O2 ra làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển, tránh hiện tƣợng oxy hóa. Trong bia xuất hiện nhiều liên kết hóa học và hóa lý khác nhau của CO2. Quá trình chín sinh học của các chất trong bia làm tăng hàm lƣợng ester. Hạ nhiệt độ xuống 5°C nhằm tạo hƣơng, mùi và vị cho bia. Nếu quá trình giữ nhiệt này đƣợc lâu thì mùi vị bia càng tốt. Hạ nhiệt độ xuống 2°C nhằm tàng trữ bia. Hạ nhiệt độ xuống 1°C tạo kết tủa protein hỗ trợ quá trình lọc về sau. Trong quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp thì diacetyl sẽ giảm dần, vị đắng gắt sẽ dần biến mất do sự tác dụng giữa các protein và tannin hình thành nên các phức chấtnbkết tủa. Trong suốt quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp diacetyl (diacetyl là sản phẩm phụ của quá trình lên men, gây cho bia có hƣơng vị khó chịu) sẽ giảm dần, CO2 hòa tan vào trong bia. CO2 là một trong những thành phần chính của bia giúp bia có khả năng tạo bọt tốt, đồng thời góp phần đẩy O2 ra làm giảm thể oxy hóa khử : ức chế 35
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí và tránh hiện tƣợng oxy hóa làm giảm chất lƣợng bia. Quá trình “chín bia” làm mất mùi vị bã hèm, vị ngọt sẽ mất khi đã lên men hết lƣợng chất khô còn lại. Vị đắng gắt cũng sẽ dần mất hết do sự tác dụng tƣơng hỗ giữa các protein và tannin hình thành nên các phức chất kết tủa. Một quá trình quan trọng nữa xảy ra trong thời gian lên men phụ là hiện tƣợng lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ lên men chính sang lên men phụ. Ở nhiệt độ của lên men chính các hạt không hòa tan tồn tại lơ lửng, khi lên men phụ ở nhiệt độ thấp nhựa houblon, các hợp chất tannin, protein cũng đông tụ, ngoài ra tế bào nấm men cũng chịu ảnh hƣởng của nhiệt độ thấp, của áp suất và nồng độ CO2 cao cũng lắng xuống, hấp thụ trên bề mặt các chất huyền phù khác nhau rồi kéo xuống đáy. Nhờ hiện tƣợng trên, bia dần dần trong, ngon hơn và độ bền bia lớn hơn, dễ dàng cho quá trình lọc sau này. Tàng trữ bia sau khi kết thúc quá trình lên men phụ. Bia đƣợc hạ về 0 - 1°C nhằm tạo điều kiện cho một số chất keo đông tụ để tiến hành lọc triệt để các thành phần gây đục trong bia. 2.4. Sơ đồ nghiên cứu Malt vàng 36
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Làm sạch Nghiền Khảo sát lƣợng nƣớc, thời Đƣờng hóa Nƣớc gian, nhiệt độ, pH đƣờng hóa Lọc Rửa bã bã Dịch rửa Nấu hoa houblon Hoa houblon Lên men Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men ban đầu Lọc - Đánh giá thị hiếu Sản phẩm ngƣời tiêu dùng - Đánh giá chất lƣợng sản phẩm Hình 2.2: sơ đồ nghiên cứu 2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát chế độ nƣớc - Mục đích: Xác định lƣợng nƣớc đƣờng hóa nguyên liệu để thu đƣợc dịch đƣờng có lƣợng đƣờng lớn nhất. 37
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố, thí nghiệm đƣợc lặp lại 2 lần. Khối lƣợng mẫu của mỗi thí nghiệm là 100g malt nguyên liệu. - Yếu tố cố định: + Lƣợng malt nguyên liệu: 140g + pH =5 + Thời gian 60 phút, nhiệt độ ngâm + Thời gian nhiệt độ nấu. - Yếu tố khảo sát: + Nƣớc/malt: 2,5/1 + Nƣớc/malt: 3/1 + Nƣớc/malt:4/1 + Nƣớc/malt: 5/1 + Nƣớc/malt: 6/1 - Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc , lƣợng đƣờng dịch đƣờng thu đƣợc - Cách tiến hành: 38
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm malt Làm sạch Nghiền Đƣờng hóa Nƣớc Nƣớc/malt: Nƣớc/malt: Nƣớc/malt: Nƣớc/malt: Nƣớc/malt: 2,5/1 3/1 4/1 5/1 6/1 Lọc Rửa bã bã Chọn chế độ ngâm thích hợp bằng phƣơng pháp hóa lý ( đo °Bx ) và cảm quan so màu dịch lọc Hình 2.3: Sơ đồ khảo sát chế độ ngâm. 2.4.2. Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đƣờng hóa. Mục đích: Xác định nhiệt độ đƣờng hóa tốt nhất để chuyển hóa tinh bột thành đƣờng nhiều nhất. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí théo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố. Khối lƣợng của mỗi mẫu là 140g. 39
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Yếu tố cố định: - Chế độ nƣớc: Sử dụng kết quả thí nghiệm 1. - Thời gian đƣờng hóa 60 phút. Yếu tố khảo sát: Nhiệt độ đƣờng hóa. Chỉ tiêu theo dõi: °Bx dịch đƣờng đạt đƣợc sau lọc. Cách tiến hành: malt Làm sạch Nghiền Đƣờng hóa Nƣớc Nâng nhiệt lên 50°C Nâng nhiệt lên 72°C Nâng nhiệt Nâng nhiệt Nâng nhiệt Nâng nhiệt Nâng nhiệt lên 60°C lên 62°C lên 64°C lên 66°C lên 68°C Nâng nhiệt lên 78°C Lọc Rửa bã bã Hình 2.4: Sơ đồ khảo sát nhiệt Chọn nhiệt độ đƣờng hóa thích hợp bằng phƣơng pháp hóa lý (đo°Bx) và cảm quan so màu dịch lọc đ ộ đư ờ ng hóa 40
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 2.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát pH đƣờng hóa. Mục đích: Xác định khoảng pH thích hợp nhất để các enzym hoạt động cho ra dịch đƣờng có °Bx tốt nhất. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố. Yếu tố cố định: - Chế độ nƣớc: Lấy kết quả từ thí nghiệm 1. - Nhiệt độ đƣờng hóa: Lấy kết quả từ thí nghiệm 2. - Thời gian đƣờng hóa 60 phút. Yếu tố khảo sát: pH đƣờng hóa. - pH=4,5 - pH=5 - pH=5.5 - pH=6 - pH=6,5 Chỉ tiêu theo dõi: Màu sắc, °Bx dịch đƣờng thu đƣợc. Cách tiến hành: 41
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm malt Làm sạch Phối trộn Nƣớc Điều chỉnh pH pH=4,5 pH=5 pH=5,5 pH=6 pH=6,5 Đƣờng hóa Lọc bã Rửa bã Chọn pH đƣờng hóa thích hợp bằng phƣơng pháp hóa lý (đo°Bx) và cảm quan so màu dịch lọc thu đƣợc Hình 2.5: Khảo sát pH đường hóa 2.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát thời gian đƣờng hóa. Mục đích: Xác định khoảng thời gian đƣờng hóa tốt nhất. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố. Yếu tố cố định: 42
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Chế độ nƣớc: Lấy kết quả từ thí nghiệm 1. - Nhiệt độ đƣờng hóa: Lấy kết quả từ thí nghiệm 2 - pH đƣờng hóa: Lấy kết quả từ thí nghiệm 3 Yếu tố khảo sát: Thời gian đƣờng hóa Chỉ tiêu theo dõi: màu sắc, °Bx dịch đƣờng thu đƣợc. Cách tiến hành: 43
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm malt Làm sạch Nghiền Đƣờng hóa Nƣớc Nâng nhiệt lên 50°C Nâng nhiệt lên bằng kết quả TN 2 15p 20p 25p 30p 35p Nâng nhiệt lên 72°C Nâng nhiệt lên 78°C Lọc bã Rửa bã Chọn thời gian đƣờng hóa thích hợp bằng phƣơng pháp hóa lý (đo °Bx ) và cảm quan so màu dịch lọc thu đƣợc Hình 2.6: Khảo sát thời gian đường hóa 44
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 2.4.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát lƣợng nấm men ban đầu. Mục đích: Xác định lƣợng nấm men cho vào quá trình lên men để cho ra bia thành phẩm có chất lƣợng tốt nhất. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố. Yếu tố cố định: - Khối lƣợng dịch đƣờng lên men : 3 lít - Nhiệt độ lên men - pH lên men Yếu tố khảo sát: Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men ban đầu, số tế bào nấm men nảy chồi, số tế bào nấm men chết, lƣợng đƣờng, độ cồn theo thời gian lên men 7 ngày. Chỉ tiêu theo dõi: Độ cồn, độ đƣờng, màu sắc, số lƣợng tế bào nấm men. Cách tiến hành: 45
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm malt Làm sạch Nghiền Hình 2.7: Khảo sát số lượng tế bào mấm men ban đầu Đƣờng hóa Nƣớc Lọc Lên men 8.106 tế bào 10.106 tế bào 12.106 tế bào Ch ọn số tế bào nấm men ban đầu thích hợp nhất bằng phƣơng pháp đếm số tế bào nấm men, đối chiếu các mẫu lên men để xét nồng độ nấm men thích hợp ban đầu. Sau đó tiến hành cảm quan cho điểm thị hiếu, đo độ cồn, đo độ đƣờng bia thành phẩm . Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men ban đầu: - Mục đích: Tìm ra đƣợc tỷ lệ tế bào nấm men ban đầu tạo ra sản phẩm mà ngƣời tiêu dùng ƣa thích nhất 46
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố. - Yếu tố khảo sát: Tỷ lệ tế bào nấm men ban đầu: 8.106 tế bào, 10.106 tế bào, 12.106 tế bào. - Chỉ tiêu theo dõi: Mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng đối với 3 mẫu sản phẩm sau khi lên men. - Cách tiến hành: Sau khi đã lên men sản phẩm với 3 tỷ lệ tế bào nấm men khác nhau, tiến hành thí nghiệm đánh giá cảm quan bằng phƣơng pháp so hàng thị hiếu đối với 3 mẫu khảo sát để tìm ra tỷ lệ đƣợc ngƣời tiêu dùng yêu thích nhất. Đối tƣợng: Ngƣời trƣởng thành ( Cả phụ nữ và nam giới) Số lƣợng: 60 ngƣời. 2.4.6. Đánh giá thị hiếu ngƣời tiêu dùng: Tiến hành thí nghiệm cảm quan với phƣơng pháp so hàng thị hiếu để đánh giá mức độ ƣa thích của sản phẩm làm ra so với các sản phẩm bia nổi trội trên thị trƣờng: bia Sài Gòn, bia sƣ tử trắng, Tiger, heineken. Cách tiến hành: Tiến hành thí nghiệm đánh giá cảm quan với phƣơng pháp so hàng thị hiếu đối với 5 mẫu: bia Sài Gòn, bia sƣ tử trắng, Tiger, Heineken, mẫu nghiên cứu. 2.4.7: Đánh giá chất lƣợng sản phẩm Chỉ tiêu cảm quan (TCVN 6063:1995) Bảng 2.4: Chỉ tiêu cảm quan STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Mùi Thơm đặc trƣng của bia sản xuất từ malt và hoa huoblon. 2 Vị Đắng dịu đặc trƣng của malt và hoa huoblon. Đậm đà hấp dẫn không có vị lạ 47
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 3 Màu sắc Màu vàng rơm, sáng đặc trƣng của bia 4 Độ trong Trong suốt không có vật thể lạ 5 Bọt Bọt trắng, dày, mịn, đính kết tốt Chỉ tiêu hóa lý (TCVN 6063:1995) Bảng 2.5: Chỉ tiêu hóa lý STT Chỉ tiêu Yêu cầu Phƣơng pháp 1 Đƣờng sót 1.5 – 2.10P Phụ lục 2 2 Cồn 2 -3 % v/v Phụ lục 2 3 pH 4,2-5 Phụ lục 2 4 Độ chua 1,3-1,80BU Phụ lục 2 5 Nồng độ CO2 4,5 ± 0,5mg/l Phụ lục 2 6 Độ màu 7-100EBC Phụ lục 2 7 Độ đắng 16-220BU Phụ lục 2 8 Hàm lƣợng diacetyl 0.1(mg/l) Phụ lục 2 9 Độ trong >15% Phụ lục 2 10 Nấm men 500 – 1.106tb/ml Phụ lục 2 Chỉ tiêu vi sinh (TCVN 6063 : 1995) 48
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 2.6: Chỉ tiêu vi sinh STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1 Nấm mốc <100 (tb/ml bia) 2 Vi khuẩn hiếu khí <100 (tb/ml bia) 3 Vi khuẩn kỵ khí Không có 4 Vi khuẩn E.coli Không có Phƣơng pháp phân tích: Phƣơng pháp hóa lý (đo độ Bx) và cảm quan so màu. Thí nghiệm đánh giá cảm quan với phép thử so hàng thị hiếu và cho điểm thị hiếu. Phƣơng pháp xử lý số liệu: Dùng phần mềm excel vẽ giản đồ . Dùng kiểm định Friedman và trắc nghiệm LSRD (Least Significant Difference) để kiểm tra sự khác nhau giữa các mẫu. Dùng phƣơng pháp phân tích phƣơng sai ANOVA bằng phần mềm Statgraphics để kiểm tra sự khác nhau giữa các mẫu. 49
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Khảo sát chế độ nƣớc Xác định tỷ lệ bột malt/nƣớc rất quan trọng vì nó quyết định nồng độ dịch ban đầu Ở nhiệt độ thấp, tiến trình của phản ứng enzyme phụ thuộc vào nồng độ của enzyme, nồng độ cơ chất và của sản phẩm tạo thành. Khi nhiệt độ nâng cao, enzyme ở trong dịch cháo loãng sẽ bị ức chế mạnh hơn so với dịch cháo đặc. Khi đƣờng hóa dịch cháo đặc, lƣợng đƣờng maltose thu đƣợc sẽ nhiều hơn so với dịch cháo loãng. Nguyên nhân của hiện tƣợng này là ở dịch cháo đặc, độ bền nhiệt của β – amylase cao hơn và khi kéo dài thời gian đƣờng hóa sẽ thu đƣợc dịch đƣờng có nồng đọ đƣờng cao hơn vì tốc độ phân cắt của β – amylase nói chung là chậm. Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành khảo sát tỷ lệ nƣớc:malt theo 6 tỷ lệ khác nhau nhằm tạo môi trƣờng có nồng độ cơ chất thích hợp cho sự hoạt động của enzyme thủy phân tinh bột. Thí nghiệm gồm sự thay đổi tỷ lệ nƣớc:malt và cố định các yếu tố còn lại sau đó tiến hành phép thử cảm quan bằng phƣơng pháp so màu và độ đƣờng của dịch đƣờng thu đƣợc sau lọc và sau rửa bã. Kết quả đƣợc thể hiện ở bảng. 50
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm Tỷ lệ phối 2,5/1 3/1 3,5/1 4/1 5/1 6/1 trộn nƣớc/malt Mô tả °Bx=4.5 °Bx=4.7 °Bx=5.5 °Bx=5.3 °Bx=4.5 °Bx=4 V= 1300 V= 1300 V= 1300 V= 1300 V= 1300 V= 1300 ml ml ml ml ml ml Dịch Dịch Dịch Dịch Dịch Dịch trong, trong, trong, trong, trong, màu trong, màu màu màu vàng màu vàng màu vàng vàng nhạt vàng nhạt. vàng nâu hơi sẫm rất nhạt nhạt Dựa vào bảng 3.1 có thể thấy °Bx dịch đƣờng giãm dần khi thay thế các tỷ lệ nƣớc:malt theo thứ tự: 3,5/1 > 4/1 > 3/1 > 5/1 > 2,5/1 > 6/1. Với tỷ lệ nƣớc 2,5/1 và 3/1, nồng độ cơ chất đặc là môi trƣơng thuận lợi cho amylase hoạt động nên dịch đƣờng thu đƣợc có °Bx cao hơn. Tuy nhiên với lƣợng nƣớc quá ít, thời gian đun nấu kéo dài ở nhiệt độ tƣơng đối cao làm cho dịch đƣờng bị cháy ở đáy và thành nồi tƣơng đối nhiều, làm cho dịch đƣờng thu đƣợc có màu vàng nâu nhẹ. Với tỷ lệ nƣớc/malt là 3,5/1,với một lƣợng nƣớc tƣơng đối, nên khi nấu ở nhiệt độ cao với thời gian kéo dài sẽ hạn chế cháy ở đáy và xung quanh thành nồi. Dịch đƣờng thu đƣợc có nồng độ đƣờng tƣơng đối và màu sắc vàng nhạt, trong. 51
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Với tỷ lệ nƣớc/malt là 5/1 và 6/1, dịch đƣờng thu đƣợc có nồng độ không cao, màu sắc rất nhạt và trong. Do trong dịch cháo loãng các enzym ít đƣợc bảo vệ ở nhiệt độ cao làm cho khả năng thủy phân tinh bột thành đƣờng của chúng cũng giảm theo. Từ kết quả trên, tôi chọn tỷ lệ nƣớc/malt là 3,5/1 cho quy trình sản xuất bia nồng độ cồn thấp. 3.2. Khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa Nhiệt độ thủy phân là yếu tố quyết định cƣờng độ và chiều hƣớng tiến triển của các quá trình enzyme. Trong khoảng có ý nghĩa công nghệ, nếu nhiệt độ thủy phân tăng thì khả năng phản ứng của các phân tử cơ chất cũng tăng do đó mà động năng phản ứng cũng tăng. Hoạt tính của các enzyme phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Hoạt tính tăng khi nhiệt độ tăng, và đạt cao nhất tại nhiệt độ thích hợp riêng. Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tối ƣu, hoạt tính của enzyme giãm nhanh do sự giãn nở cấu trúc không gian của các enzyme và bị vô hoạt nhanh chóng khi càng tăng nhiệt độ. Trong thí nghiệm này tôi tiến hành khảo sát 5 nhiệt độ đƣờng hóa khác nhau của enzym amylase nhằm tìm ra nhiệt độ hoạt động tối ƣu nhất của enzyme này để tăng hiệu suất đƣờng hóa. Các yếu tố còn lại đƣợc giữ cố định. Sau khi rửa bã, kết quả thu đƣợc nhƣ sau: 52
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm 2 Chế độ 60°C 62°C 64°C 66°C 68°C nhiệt Thể 1300 ml 1300 ml 1300 ml 1300 ml 1300 ml tích dịch °Bx 4,5ab 5,2c 5,6c 5bc 4a Mô tả Dịch có màu Dịch có Dịch có Dịch có Dịch có vàng nhạt, màu vàng màu vàng màu vàng màu vàng trong. nhạt, nhạt, nhạt, rất nhạt. trong. trong. trong. Các giá trị báo cáo dựa trên cơ sở thô và đại diện cho giá trị trung bình của 3 lần lặp lại, các chữ cái giống nhau trong cùng một hàng có sự khác nhau không đáng kể (P < 0,05). Hình 3.1: Dịch đường khảo sát nhiệt độ đường hóa. Ở chế độ nhiệt 60°C, dịch đƣờng thu đƣợc có độ đƣờng chƣa cao là do nhiệt độ này chƣa đủ cao để enzyme β-amylase hoạt động tốt nhất để chuyển hóa tinh bột 53
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm thành đƣờng maltose cũng nhƣ enzyme α – amylase phân cắt các dextrin mạch dài thành các dextrin mạch ngắn. Ở chế độ nhiệt 62°C, chế độ nhiệt này mới chỉ ở mức tƣơng đối cao để enzyme amylase hoạt động ở mức tƣơng đối tốt để chuyển hóa tinh bột thành đƣờng. Ở chế độ nhiệt 64°C, dịch đƣờng thu đƣợc có °Bx cao nhất, chứng tỏ ở nhiệt độ enzyme hoạt động tốt nhất để thủy phân tinh bột thành đƣờng. Ở chế độ nhiệt 66°C, nhiệt độ này hơi cao so với nhiệt độ tối ƣu của enzyme nên hoạt lực của enzyme bị giãm, khả năng thủy phân tinh bột thành đƣờng bị giãm. Ở chế độ nhiêt 68°C, trong môi trƣờng nhiệt độ cao kéo dài, hoạt tính của enzym giãm dần và giãm nhanh làm cho quá trình thủy phân diễn ra không mạnh mẽ. Dựa vào kết quả thí nghiệm trên, tôi chọn chế độ nhiệt thích hợp cho quá trình đƣờng hóa để sản xuất bia nồng độ cồn thấp là 64°C. 3.3. Khảo sát pH đƣờng hóa Độ chua (pH) của dịch cháo là yếu tố khá mạnh ảnh hƣởng đến động lực học của quá trình thủy phân và đƣờng hóa. Yếu tố này ảnh hƣởng rõ rệt đến phản ứng enzyme vì nó ảnh hƣởng trực tiếp đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và ảnh hƣởng đến độ bền protein của enzyme. Đa số enzyme bền trong giới hạn pH giữa 5 và 9. Khi tăng nhiệt độ thì pH tối ƣu của enzyme cũng tăng lên. Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với enzyme β – amylase vì Enzym β- amylase có pH thấp hơn pH của môi trƣờng rất nhiều, nhƣng khi tăng nhiệt độ thì pH tối ƣu của enzyme này cũng tăng lên gần với pH của môi trƣờng, do đó sẽ ảnh hƣởng dƣơng tính tới hoạt động của enzyme này Trong thí nghiệm này nhằm tìm ra môi trƣờng có pH phù hợp nhất cho sự hoạt động của enzyme thì tôi đã tiến hành khảo sát môi trƣờng nấu với 5 giá trị pH khác nhau, các yếu tố còn lại đƣợc giữu cố định. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau: 54
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm 3 pH môi 4.5 5 5.5 6 6.5 trƣờng Thể tích dịch 1300 ml 1300 ml 1300 ml 1300 ml 1300 ml °Bx 4.8a 5.3abc 5.8c 5.5bc 5.2ab Mô tả Dịch có Dịch có màu Dịch có Dịch có Dịch có màu vàng rất vàng nhạt, màu vàng màu vàng màu vàng nhạt, trong. trong. nhạt, trong. nhạt, trong. nhạt, trong. Các giá trị báo cáo dựa trên cơ sở thô và đại diện cho giá trị trung bình của 3 lần lặp lại, các chữ cái giống nhau trong cùng một hàng có sự khác nhau không đáng kể (P 6 > 5 > 6,5 > 4.5. Nhận đƣợc kết quả ở trên có thể do một số nguyên nhân nhƣ: - Với pH môi trƣờng là 4,5, đây không phải là pH tối ƣu của enzyme, đồng thời trong công đoạn nấu sử dụng nƣớc cấp sinh hoạt của thành phố là loại nƣớc cứng cacbonat làm cho pH của môi trƣờng giãm xuống thấp hơn trong quá trình nấu. Độ chua của môi trƣờng thấp sẽ gây ảnh hƣởng bất lợi cho tiến trình phản ứng enzyme dẫn đến cơ chất bị phân cắt không triệt để,hiệu suất thu hồi chất hòa tan thấp. - Trong môi trƣờng có pH=5, pH=6, pH=6,6, enzyme amylase tƣơng đối bền về nhiệt. Tuy nhiên, tại những pH này thì chế độ nhiệt 64°C và 72°C lần lƣợt chƣa phải là nhiệt độ tối ƣu cho enzyme β –amylase và α- amylase 55
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm hoạt động tốt nhất nên lƣợng đƣờng thu đƣợc từ qúa trình thủy phân chỉ ở mức tƣơng đối. - Với chế độ nhiệt đƣợc thực hiện trong thí nghiệm này thì pH=5,5 là tối ƣu cho sự hoạt động của enzyme amylase nên lƣợng đƣờng thu đƣợc cũng là tốt nhất. Từ kết quả mà thí nghiệm thu đƣợc thì pH=5,5 sẽ tạo môi trƣờng tối ƣu nhất cho quá trình đƣờng hóa. 3.4. Khảo sát thời gian đƣờng hóa Mỗi loại enzyme họat động tốt ở một khoảng nhiệt độ tối ƣu và khi đã nâng nhiệt lên nhiệt độ tối ƣu đó rồi cần giữ một khoảng thời gian để enzyme có thời gian hoạt động chuyển hóa các hợp chất. Phải xác định thời gian đƣờng hóa thích hợp, đó là thời gian khi thử iot 0,1N, màu iot không bị biến đổi. Tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme α & β amylase hoạt động. Trong thí nghiệm này, tôi chỉ tiến hành khả sát thời gian hoạt động với chế độ nhiệt là tối ƣu nhất cho enzyme β – amylase hoạt động. Vì khả năng phân cắt của enzyme này tƣơng đối lớn và nhanh hơn α – amylase. Thí nghiệm đƣợc tiến hành với 5 mức thời gian và cố định các yếu tố còn lại. Kết quả thu đƣợc nhƣ sau: 56
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Phút Biểu đồ 3.1: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi °Bx ở các khoảng nhiệt độ khác nhau Khi tiến hành đƣờng hóa ở 64°C trong thời gian 15 phút, lúc này iot có màu xanh đậm và 20 phút thì iot có màu xanh nhạt hơn, lƣợng đƣờng thu đƣợc rất ít, do với khoảng thời gian này không đủ thời gian để enzyme β- amylase phân cắt hết tất cả các đầu không khử của mạch mà chỉ phân cắt đƣợc phần rất ít để tạo ra đƣờng maltose. Mặc khác trong thời gian này, các dextrin có mạch tƣơng đối dài (trung bình có phân nhánh) thì còn tạo màu iot từ xanh-tím tới đỏ, sự thay đổi này không phải lúc nào cũng nhận ra đƣợc nhƣng nó chỉ ra rằng dịch đƣờng vẫn làm mất màu của iot. Kéo dài quá trình nấu 25 phút ở nhiệt độ 64°C, dịch đƣờng thu đƣợc sau khi rửa bã có °Bx cao nhất, có thể do khoảng thời gian 25 phút là vừa đủ để enzyme hoạt động, phân cắt đƣợc hầu hết các đầu không khử của mạch để thu đƣợc lƣợng maltose là cao nhất. Khi thử iot thấy dịch đƣờng mẫu không làm mất màu iot nữa thì kết thúc đƣờng hóa. Trong khoảng thời gian 25 phút có thể enzyme phân cắt còn dƣ một số đầu không khử của mạch nên trong 5 phút tiếp theo enzyme tiếp tục phân 57
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm cắt các đầu không khử còn lại, nhƣng số lƣợng đầu không khử còn lại còn rất ít nên lƣợng đƣờng maltose không tăng thêm. Trong 5 phút tiếp theo, tuy enzyme β- amylase không còn cơ chất để hoạt động, tuy nhiên ở nhiệt độ 64°C enzyme α – amylase cũng hoạt động nhƣng °Bx lại tăng không đáng kể, là do ở nhiệt độ này α – amylase hoạt động rất yếu. Trong thực tế thời gian đƣờng hóa thƣờng từ 30 – 35 phút là tốt nhất. Ở đây do thí nghiệm đƣợc thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm nên iot mất màu hoàn toàn trong thời gian 25 phút. Từ kết quả trên, thời gian đƣờng hóa ở 64°C sẽ đƣợc chọn là 25 phút. 3.5.Khảo sát lƣợng nấm men ban đầu 3.5.1. Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men theo thời gian Lƣợng nấm men gieo cấy ban đầu liên quan mật thiết đến tiến trình lên men qua các chỉ số sau: - Thời gian để thiết lập đƣợc thế cân bằng động giữa các quần thể nấm men với môi trƣờng lên men (cơ chất). - Lƣợng tế bào nảy chồi, từ đây dẫn đến lƣợng chất hòa tan (chất dinh dƣỡng) bị tiêu phí cho xây dựng tế bào mới và cƣờng độ trao đổi chất trong tế bào non. - Thời gian lên men. - Hàm lƣợng các sản phẩm phụ tạo thành và tỉ số tƣơng quan giữa chúng. Thời gian để đạt đƣợc trạng thái cân bằng động phụ thuộc vào lƣợng nấm men gieo cấy ban đầu. Nếu mật độ gieo cấy càng nhiều thì thời gian đó càng ngắn và ngƣợc lại. Nếu lƣợng nấm men gieo cấy quá ít, khả năng nảy chối của chúng không thể đạt đƣợc mức độ tối đa cần thiết. Trong trƣờng hợp nhƣ vậy, quá trình lên men bị "ì", nghĩa là mức độ lên men thấp, thời gian lên men kéo dài. Mật độ nấm men gieo cấy ban đầu càng lớn thì tỷ lệ số tế bào nảy chồi càng thấp, tốc độ sinh sản tƣơng đối càng bé, khi lƣợng tế bào nảy chồi ít thì cƣờng độ 58
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm trao đổi chất của tế bào non cũng ít hơn. Theo các thuyết mới nhất về nguyên nhân tạo rƣợu bậc cao và diacetyl trong bia, thì đó là dấu hiệu để nói rằng, lƣợng các sản phẩm bậc 2 sẽ giảm đi, tức là chất lƣợng bia đƣợc nâng cao. Qua thời gian lên men 7 ngày kết quả thu đƣợc nhƣ sau: Bảng 3.4: Khảo sát số lƣợng tế bào nấm men theo thời gian Số lƣợng tế bào nấm men Thời Gian I ( 10.106 tế bào) II (12.106 tế bào) III (14.106 tế bào) 0 8 10 12 1 11.32 12.96 14.53 2 19.1 20.7 23.5 3 21.56 22.64 25.75 4 8.4 9.2 10.6 5 5.24 5.65 6.5 6 4 4.5 5.75 7 3 3.5 5 Kết quả sự thay đổi số lƣợng tế bào nấm men theo thời gian lên men đƣợc thể hiện qua biểu đồ sau: Tế bào nấm men (106 tế bào) 59
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 30 25 20 Chai 1 15 Chai 2 10 Chai 3 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Biểu đồ 3.2: Sự thay đổi số lượng tế bào nấm men theo thời gian Bảng 3.5: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào chết theo thời gian. Tỉ lệ tế bào nấm men chết (%) Thời gian I ( 8.106 tế bào) II (10.106 tế bào) III (12.106 tế bào) 0 7.5 7.2 6 1 6 5.8 5 2 4.9 4.52 4.3 3 3.7 3.64 2.6 4 2.9 2.8 2 5 2 2 1.7 6 1.7 1.2 1.4 7 1.1 0.8 1 Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào chết theo thời gian đƣợc thể hiện ở biểu đồ sau: 60
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 8 7 6 5 chai 1 4 chai 2 3 chai 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Biểu đồ 3.3: Tỉ lệ % số lượng tế bào nấm men chết theo thời gian Bảng 3.6: Tỷ lệ (%) số lƣợng tế bào nấm men nảy chồi theo thời gian Tỉ lệ tế bào nấm men nảy chồi (%) Thời gian I ( 8.106 tế bào) II (10.106 tế bào) III (12.106 tế bào) 0 0 0 0 1 12.3 9 8.1 2 16.8 13.5 Ngày 12 3 9.2 7.4 6.3 4 4 3.4 2.9 5 2.1 1 1 6 0 0 0 7 0 0 0 61
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 18 (%) 16 14 12 10 Chai 1 8 Chai 2 6 Chai 3 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Biểu đồ 3.4: Tỉ lệ % số lượng tế bào nấm men nẩy chồi theo thời gian 3.5.2. Khảo sát hàm lƣợng đƣờng theo thời gian lên men. Bảng 3.7: Kết quả hàm lƣợng đƣờng của các mẫu theo thời gian Hàm lƣợng đƣờng Thời gian I ( 8.106 tế bào) II (10.106 tế bào) III (12.106 tế bào) 0 8 8 8 1 6.8 6.9 7.2 2 5.7 5.9 6 3 4 4.1 4.2 4 2.8 3 3 5 2.5 2.6 2.7 6 2.1 2.2 2.2 7 2 2.1 2.1 62
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm hàm lượng đường 9 °Bx 8 7 6 mẻ I 5 mẻ II 4 mẻ III 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 ngày Biểu đồ 3.5: Sự thay đổi hàm lượng đường theo thời gian lên men 3.5.3. Biện luận kết quả Trong 3 ngày đầu nấm men, nấm men đang ở pha log nên tăng nhanh về số lƣợng và đạt cực đại vào ngày thứ 3. Trong ngày tiếp theo nấm men vào pha ổn định và chuẩn bị suy tàn. Tỷ lệ men chết tăng dần do lúc này lƣợng đƣờng còn lại rất ít không đủ để cung cấp cho sự phát triển để tiếp tục tăng sinh khối của nấm men cộng với sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ ( nhiệt độ tăng). Ở mẫu I, do số lƣợng nấm men ban đầu ít hơn nên khả năng nảy chồi để tăng sinh khối sẽ cao hơn 2 mẫu còn lại, do đó tỷ lệ nấm men nảy chồi ở mẫu I sẽ cao hơn hai mẫu còn lại ( với mẫu I tỷ lệ nảy chồi ở ngày thứ 1, thứ 2, thứ 3, thứ 4 lần lƣợt là: 12,3%, 16,8%, 9,2%, 4%: của mẫu II là: 9%, 13,5%, 7,4%, 3,4%; của mẫu III là: 8,1%, 12%, 6,3%, 2,9%). Dẫn tới tốc độ sinh trƣởng của nấm men ở mẫu I nhanh hơn. Hàm lƣợng đƣờng giảm theo thời gian lên men, đặc biệt giảm mạnh từ ngày thứ 2 sang ngày thứ 3 (mẫu I giảm 1,7 độ plato, mẫu II giảm 1,8 độ plato, mẫu II giảm 1,8 độ plato); ngày thứ 3 sang ngày thứ 4 mẫu I giảm 1,2 độ plato, mẫu II giảm 1,1 độ plato, mẫu III giảm 1,2 độ plato. Đây là thời gian nấm men sử dụng để tăng sinh khối nên hàm lƣợng đƣờng mà nẫm men sử dụng sẽ tiêu tốn nhiều. Vào ngày thứ 2, 63
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm thứ 3, thứ 4 mật độ nấm men đạt cực đại nên lƣợng đƣờng tiêu tốn cũng nhiều hơn. Có thể nhận thấy mẫu I lƣợng nấm men cho vào ban đầu ít hơn 2 mẫu còn lại nhƣng lƣợng đƣờng tiêu tốn ở thời gian tăng sinh khối cũng xấp xỉ với hai mẫu còn lại là do, với mật độ nấm men ít hơn thì khả năng nảy chồi của mẫu I sẽ cao hơn dẫn đến lƣợng đƣờng cung cấp cho quá trình tăng sinh khối cũng nhiều để nấm men đạt cực đại. Từ các kết quả trên cho ta thấy khi thay đổi lƣợng men hàm lƣợng giống cấy ban đầu có thể nhận thấy tỷ lệ giống 12 triệu tb/ml là phù hợp nhất cho hàm lƣợng đƣờng cao nhất, lƣợng nấm men chết và nảy chồi thấp nhất, đồng thời hàm lƣợng nấm men trong quá trình lên men nhiều nhất so với giống cấy ở 8 triệu tb/ml và 10 triệu tb/ml. Lƣợng giống bổ sung ít quá sẽ không đủ để lên men, thời gian lên men kéo dài. Lƣợng giống nhiều quá sẽ dẫn đến ức chế nấm men, do đó cũng kéo dài thời gian lên men. Tuy nhiên ta cần tiến hành đánh giá cảm quan với phép thử cho điểm thị hiếu để đánh giá chính xác chất lƣợng bia ở mẫu nào đƣợc đánh giá cao nhất, từ đó ta sẽ điều chỉnh lƣợng nấm men phù hợp hơn khi cho vào quá trình lên men để thu đƣợc sản phẩm tốt nhất và ứng dụng thực tế vào sản xuất. 3.5.4. Khảo sát mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng đối với 3 mẫu sản phẩm sau khi lên men Để so sánh mức độ ƣa thích về các chỉ tiêu cảm quan của 3 mẫu khảo sát, ta tiến hành phép thử cảm quan cho điểm thị hiếu để tìm hiểu sự khác biệt về mức độ ƣa thích giữa các chỉ tiêu của sản phẩm. Dƣới bảng 3.8 là kết quả thu đƣợc sau khi cảm quan 3 mẫu khảo sát. Số liệu thô và cách xử lý đƣợc trình bày ở phụ lục 3, mục 3.4. Bảng 3.8: kết quả cảm quan cho điểm 3 mẫu khảo sát. 64
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm A( 8.106 tế B(10.106 tế C( 12.106 tế P-value bào/ml) bào/ml) bào/ml) Độ bọt 3,6a 5,6b 4,93b 0,05 Mùi 4,5a 4,9a 5,2a >0,05 Vị 4a 5,4b 5,83b <0,05 Đánh giá 4,63a 5,4b 5,93b <0,05 chung Đơn vị tính: điểm 7 6 5 4 mẫu A 3 Mẫu B 2 Mẫu C 1 0 độ bọt độ trong màu sắc mùi vị đánh giá chung Biểu đồ 3.6: đồ thị thể hiện điểm trung bình của 3 mẫu cảm quan. Theo kết quả ở trên bảng 3.8 và biểu đồ 6 cho ta thấy: 65
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Mẫu B đƣợc ƣa thích nhất về độ trong và độ bọt - Mẫu C đƣợc ƣa thích nhất về mùi, vị và màu sắc. - Mẫu A, B, C có sự ƣa thích ngang nhau về màu sắc và mùi. - Các đặc tính cảm quan của các mẫu không có sự khác biệt quá lớn về mức độ ƣa thích. - Đánh giá chung các mẫu cảm quan có sự khác biệt (p 0.05) giữa các mẫu bia. 3.6. Kết quả đánh giá cảm quam giữa mẫu khảo sát với các sản phẩm trên thị trƣờng Để so sánh mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng giữa mẫu nguyên cứu so với các sản phẩm trên thị trƣờng, tôi tiến hành khảo sát bằng phƣơng pháp đánh giá cảm quan với phép thử so hàng thị hiếu cho 30 ngƣời thử. Số liệu thô và cách xử lý số liệu đƣợc trình bày ở phụ lục 3, mục 3.5. Tổng hợp kết quả sau khi phân tích số liệu: Ftest =29,96 ; Ftra bảng = 9,49. Do Ftest(29,96) > Ftra bảng (9,49) => Có sự khác biệt về mức độ ƣa thích các sản phẩm ở mức ý nghĩa α = 0,05. Giá trị LSRD = 24,00. Bảng 3.9: Kết quả so hàng thị hiếu của 5 sản phẩm bia 66
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Mẫu thử Tổng hạng Mức ý nghĩa A (bia Sài Gòn) 61 0.05 B (Bia sƣ tử trắng) 91 0.05 C (bia Heineken) 114 0.05 D (bia tiger) 105 0.05 E (mẫu nghiên cứu) 82 0.05 Từ bảng 3.9 có thể thấy có sự khác biệt có ý nghĩa về mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng đối với 5 mẫu thử ở mức ý nghĩa = 0,05. Kết quả khảo sát cho thấy có 5 mức độ ƣa thích khác nhau. Mẫu C đƣợc ƣa thích nhất sau đó là mẫu D, B và mẫu A ít đƣợc ƣa thích nhất so với 4 mẫu còn lại Riêng mẫu nghiên cứu (E) đƣợc ƣa thích ở mức độ trung bình. Do điều kiện thực hành tại phòng thí nghiệm còn hạn chế. Mặc khác, bia đƣợc lên men theo điều kiện nhiệt độ của tủ lạnh nên quá trình thích nghi và tăng sinh khối nấm men cũng nhƣ sự chuyển hóa các chất trong quá trình lên men chƣa đạt hết công suất. Từ đó màu sắc và hƣơng vị bia cũng bị ảnh hƣởng. 3.7. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm Chỉ tiêu cảm quan Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu Kết quả 1 Mùi Thơm đặc trƣng của bia sản xuất từ Đạt malt và hoa huoblon. 2 Vị Đắng dịu đặc trƣng của malt và hoa Đạt huoblon. Đậm đà hấp dẫn không có vị lạ 67
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 3 Màu sắc Màu vàng rơm, sáng đặc trƣng của Đạt bia 4 Độ trong Trong suốt không có vật thể lạ Đạt 5 Bọt Bọt trắng, dày, mịn, đính kết tốt Đạt Chỉ tiêu hóa lý Bảng 3.11: Chỉ tiêu hóa lý STT Chỉ tiêu Yêu cầu Kết quả 1 Độ plato 1.5 – 2.10P 20P 2 Cồn 2.5-3% v/v 2,8% v/v 3 pH 4,2-5 4,3 4 Độ chua 1,3-1,80BU 1,4 5 Hàm lƣợng CO2 4,5 ± 0,5mg/l 3,52mg/l 6 Mật độ tế bào nấm 500 – 1,5.106tb/ml 1,2.106tb/ml men 7 Tỷ lệ tế bào chết 0,1 – 0,6% 0,4% Chỉ tiêu vi sinh Bảng 3.12 : Chỉ tiêu vi sinh 68
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm STT Tên chỉ tiêu Yêu cầu Kết quả 1 Nấm mốc <100 (tb/ml Đạt bia) 2 Vi khuẩn hiếu <100 (tb/ml Đạt khí bia) 3 Vi khuẩn kỵ Không có Đạt khí 4 Vi khuẩn E.coli Không có Đạt 69
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận. Sau 3 tháng nghiên cứu và thực hành tại phòng thí nghiệm, tôi đã thu đƣợc kết quả nhƣ sau: Tỷ lệ nƣớc hòa trộn cho dịch đƣờng hóa ban đầu là 3,5 sẽ thu đƣợc dịch có Brix là 5,3 làm cho bia có màu trong, vàng nhạt. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đƣờng hóa là 64oC, ở nhiệt độ này sẽ thu đƣợc dịch có độ brix cao nhất là 5,6. pH thích hợp cho quá trình hòa trộn là 5,5 Thời gian thích hợp để đƣờng hóa ở 640C là 25 phút. Mật độ nấm men cố định trong dịch lên men là 12.106 tế bào/ml Bia thành phẩm 70
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Các chỉ tiêu bia nồng độ cồn thấp. Chỉ tiêu bia nồng độ cồn thấp Chỉ tiêu STT Hàm lƣợng Hóa lý 1 Độ plato 20P 2 Cồn 2.8% v/v 3 pH 4,3 4 Độ chua 1,4 5 Hàm lƣợng CO2 3,52mg/l 6 Mật độ tế bào 1,2.106tb/ml nấm men 7 Tỷ lệ tế bào chết 0,4% Cảm quan Trạng thái 1 Màu sắc Màu vàng đậm. 2 Độ trong Bia hơi đục vì còn nhiều chất không tan. 3 Mùi Thơm dễ chịu, đặc trƣng cho sản phẩm. 4 Vị Hòa hợp, êm dịu. 5 Trạng thái và độ Bọt nở đều, xốp, tƣơng đối bền bọt bền khi lên khỏi mặt thoáng. 71
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Qua thời gian nghiên cứu tại phòng thí nghiệm, quy trình sản chế biến bia nồng độ cồn thấp đƣợc xây dựng nhƣ sau: Malt vàng Làm sạch Nghiền Nƣớc/malt: 3,5/1 Phối trộn Nƣớc pH= 5,5; t°= 64°C, t= 25 phút Đƣờng hóa Lọc Rửa bã bã Hoa houblon Dịch rửa Houblon hóa N ấm men Lên men chính (12.106 tb/ml) Lên men phụ Lọc Sản phẩm Sơ đồ quy trình sản xuất bia nồng độ cồn thấp 72
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm  Kiến nghị Do chƣa có điều kiện nghiên cứu hoàn chỉnh sản phẩm bia có nồng độ cồn thấp chúng tôi đề nghị dựa trên các thông số tìm đƣợc tiếp tục bố trí thí nghiệm nghiên cứu thêm: - Ảnh hƣởng của nhiệt độ trong quá trình lên men đến khả năng làm giảm nồng độ cồn. - Nghiên cứu khảo sát hạn sử dụng tốt nhất cho sản phẩm. - Xây dựng quy trình chế biến bia nồng độ cồn thấp theo quy mô công nghiệp - Nghiên cứu sản xuất bia cồn thấp có sử dụng thế liệu. - Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng oxy bổ sung vào dịch lên men đến quá trình lên men. 73
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Quỳnh Vân và cộng sự. Nghiên cứu công nghệ sản xuất bia độ cồn thấp. Báo cáo khoa học của Đề tài 183.03RD/HĐ – CNCL, Tổng Công ty Rƣợu – Bia – Nƣớc giải khát Hà Nội. 2004 2. Hà Duyên Tƣ (2006), Kĩ thuật phân tích cảm quan thực phẩm, Nhà xuất Bản Khoa học và Kĩ Thuật. 3. PGS, TS. Hoàng Đình Hòa (1997), Công nghệ sản xuất malt và bia, Nhà xuất Bản Khoa học và Kĩ Thuật Hà Nội. 4. TS. Nguyễn Hoài Hƣơng (2009), Bài Giảng Thực Hành Công Nghệ Lên Men. 5. Tạp chí phát triển KH&CN, tập 9, số 4 – 2006. 6. Gs.Ts. Nguyễn thị Hiền (chủ biên), PGS. TS. Lê Thanh Mai, Ths. Lê Thị Lan Chi, 7. ThS. Nguyễn Tiến Thành, ThS. Lê Viết Thắng (2007), Khoa Học – Công Nghệ malt và bia, Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kĩ Thuật 8. Bùi Ái (2005), Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 9. Hoàng Đình Hòa (2002), Công nghệ sản xuất Malt và bia, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 10. Lê Thanh Mai (2007), Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 11. Lâm Kim Châu, Văn Đức Chín, Ngô Đại Nghiệp (2004), Thực tập lớn sinh hóa, Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh. 12. Hữu Minh (2009) Nghiên cứu sản xuất bia có nồng độ cồn thấp, khóa luận tốt nghiệp, Trƣờng Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TPHCM. Tiếng Anh. 13. Cameron M. Murray, Willam J. Van der Meer. Patent US5346706A (USA), 1990 74
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 14. Domeny Zoltan, Navratil Marian, Sturdik Ernest, Smogrovicova Daniela, Subik Julius, Gemeiner Peter. Patent SK10552000 (Slovakia), 2002 15. Paul R. Witt. Patent US4788066A (USA), 1988 16. Fritz Schur. Patent US4746518A (Switzerland), 1988 17. Henri J.J. Caluwaerts. Patent US5384135A_2 (Switzerland), 1995 18. Nick J. Huige, Gilbert W. Sanches, Alan R. Leidig. Patent US4970082A (USA), 1990 19. Satoshi Sekibata, Takatoshi Sekine, Jun Murakami. Patent 1993 (Japan), EP0523333A1 20. TS. Hồ Tuấn Anh (2013).Nghiên cứu công nghệ sản xuất bia không cồn, Tạp chí đồ uống Việt Nam. 21. Bart,V 2001. Low alcohol or alcohol free beer and method for producing it. European patent application, EP 2 385 100 Al. 22. Lehninger. A. L ( 1993), Biochemistry, Ed. Worth. Publishers. New York Tài liệu internet: 1. TCVN 5103-1990. 2. TCVN 6063 - 1995 3. www.hophungvietnam.com.vn. 4. E1%BB%91ng)&oldid=5877479 5. Nghien-cuu-san-xuat-bia-khong-con/language/vi-VN/Default.asp 75
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: PHÉP THỬ CẢM QUAN SẢN PHẨM 1.1. Phép thử cho điểm thị hiếu cho 3 mẫu khảo sát: Phép thử cho điểm thị hiếu cho phép đánh giá mức độ ƣa thích sản phẩm của ngƣời thử đối với một dãy các mẫu khác nhau về các đặc tính cảm quan, bằng cách cho điểm theo thang điểm đã đƣợc quy ƣớc.  Nguyên tắc thực hiện: Sử dụng 3 sản phẩm bia khảo sát ở thí nghiệm 5 và so sánh mức độ ƣa thích của 3 sản phẩm đó.  Cách tiến hành: 1. Chuẩn bị mẫu: Mỗi ngƣời sẽ thử 1 ly cho 1 mẫu, và mỗi ngƣời phải thử 3 mẫu Nƣớc thanh vị: 100 ml/ ngƣời. Cần 1000ml/10 ngƣời ( 1 đợt) Chú ý: Mẫu đƣợc vô danh Ly đựng mẫu đƣợc vệ sinh sạch Mẫu đƣợc bảo quản ở nhiệt độ lạnh 100C Mẫu bóc ngay trƣớc khi tiến hành thí nghiệm 1
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 2. Dụng cụ khác: STT Loại dụng cụ Số lƣợng 1 Ly nhựa 250ml ( đựng nƣớc thanh vị) 30 cái 2 Ly nhỏ ( chứa mẫu) 90 cái 3 Khăn giấy 30 tờ 4 Bút 10 cây 5 Tem, nhãn 30 tem 6 Phiếu hƣớng dẫn 10 tờ 7 Phiếu trả lời 90 tờ 3. Điều kiện phòng thí nghiệm: - Thí nghiệm đƣợc tiến hành tại A-07.31 của trƣờng ĐH Công nghệ TP.HCM - Sạch sẽ, thông gió, không có mùi lạ, nhiệt độ thoáng mát, ánh sáng thông thƣờng của phòng thí nghiệm. Mã hóa mẫu: Chuẩn bị mẫu: - Nguyên liệu cần cho mẫu mã hóa: 90 ly - Mỗi mẫu 1 ly Trật tự mẫu: -Hình vuông Latin Wiliam với 3 mẫu I II III [1,] A B C [2,] B C A [3,] C A B Mã hóa mẫu: 2
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm NGƢỜI THỬ TRẬT TỰ MẪU MÃ HÓA MẪU ĐỢT 1 1 A B C 651-848-454 2 B C A 893-697-507 3 C A B 916-951-500 4 B C A 317-851-313 5 A B C 772-538-791 6 C A B 445-387-836 7 B C A 633-833-683 8 A B C 469-386-586 9 C A B 157-861-835 10 B C A 916-008-049 ĐỢT 2 1 A B C 621-528-072 2 B C A 475-092-678 3 C A B 986-759-844 4 B C A 248-036-448 5 A B C 968-124-806 6 C A B 908-214-428 7 B C A 169-723-069 8 A B C 551-773-805 9 C A B 758-129-843 10 B C A 167-371-585 ĐỢT 3 3
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 1 A B C 810-003-396 2 B C A 680-011-511 3 C A B 204-670-900 4 B C A 582-131-064 5 A B C 705-400-249 6 C A B 945-743-716 7 B C A 856-868-426 8 A B C 160-337-571 9 C A B 338-276-082 10 B C A 594-043-094 4. Phƣơng thức nếm mẫu: Tính chất cảm quan Phƣơng pháp nếm Bề ngoài Đặt mẫu trên bàn quan sát Mùi Đặt mẫu gần mũi khoảng 2cm, hít 1 hơi sâu để cảm nhận. Vị Uống mẫu cảm nhận bằng lƣỡi Hƣơng Uống mẫu hƣơng sẽ đi từ từ trong vòm họng đến mũi và cảm nhận. Cảm giác khác Uống mẫu sau đó cảm nhận các cảm giác khác ngoài vị và hƣơng. Hậu vị Nuốt mẫu thử từ từ và cảm nhận 5. Phiếu hƣớng dẫn PHIẾU HƢỚNG DẪN 4
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Vui lòng thanh vị bằng nƣớc lọc trƣớc khi bắt đầu thử mỗi mẫu. Bạn sẽ nhận đƣợc lần lƣợt 3 mẫu bia. Hãy nếm các mẫu bia này và cho biết mức độ ƣa thích của bạn đối với từng mẫu bia đó lên thang 9 điểm trong phiếu đánh giá bằng cách đánh dấu chéo vào ô điểm mà bạn cho là thích hợp nhất. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Trong đó: Điểm 1: Cực kì không thích 2: Rất không thích 3: Không thích 4: Hơi không thích 5: Không thích cũng không ghét 6: Hơi thích thích 7: Thích 8: Rất thích 9: Cực kì thích Ghi chú: một phiếu đánh giá chỉ dùng cho một mẫu. 6. Phiếu trả lời. 5
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm PHIẾU ĐÁNH GIÁ Mã số mẫu: Mã số ngƣời thử: . Ngày: 13/6/2017 Độ bọt của bia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Độ trong của bia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Màu sắc của bia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Mùi của bia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vị của bia. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Đánh giá chung 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Khi không có câu trả lời, anh chị vui lòng ghi mã số mẫu và đánh dấu chéo (X) vào ô mà anh/chị cho là thích hợp nhất. Cám ơn anh chị đã đến tham gia buổi cảm quan! Ghi chú: một phiếu đánh giá chỉ dùng cho một mẫu. 7. Xử lý số liệu Để đánh giá mức độ ƣa thích của 3 sản phẩm khảo sát, mẫu A (8.106 tế bào/ml nấm men), mẫu B (10.106 tế bào/ml nấm men), mẫu C (12.106 tế bào/ml nấm men). Tôi dùng phƣơng pháp cho điểm thị hiếu. Ghi nhận kết quả . Dùng 6
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm phƣơng pháp phân tích phƣơng sai ANOVA để kiểm định sự khác nhau giữa các giá trị trung bình (với mức ý nghĩa P= 0.05) bằng phần mềm Statgraphic 16.2. 1.2. Phép thử so hàng thị hiếu giữa mẫu khảo sát và sản phẩm trên thị trƣờng: 1. Mục đích: Xác định có hay không sự khác biệt về mức độ ƣa thích tồn tại giữa các mẫu thử. 2. Nguyên tắc thực hiện: Ngƣời thử sẽ đƣợc nhận 5 mẫu cùng lúc, 5 mẫu này đƣợc mã hóa từ 5 sản phẩm đã khảo sát ở trên. Ngƣời thử đƣợc yêu cầu hãy sắp xếp 5 sản phẩm này theo mức độ ƣa thích tăng dần hoặc giảm dần của mình. 3. Người thử - Ngƣời thử là sinh viên trƣờng Đại học Công nghệ TP HCM. Số lƣợng là 30 ngƣời thử, độ tuổi từ 18 đến 25. - Ngƣời thử cần đạt một số yêu cầu sau: + Không có bệnh tật về giác quan. + Trƣớc khi thử nếm 30 phút, ngƣời thử không đƣợc ăn uống và hút thuốc. + Không dùng mỹ phẩm, nƣớc hoa, xà phòng thơm. + Nếu bị mệt, cảm cúm thì không tham gia buổi thử. * Yêu cầu trong thời gian cảm quan: Không nói chuyện ồn ào trong phòng. Tập trung làm thí nghiệm. Tuyệt đối không trao đổi, trò chuyện trong lúc đánh giá. 4. Phương pháp: 4.1. Chuẩn bị mẫu: Mẫu nghiên cứu: Mẫu sản phẩm A: Bia Sài gòn Mẫu sản phẩm B: Bia sƣ tử trắng Mẫu sản phẩm C: Bia Heineken Mẫu sản phẩm D: Bia Tiger Mẫu sản phẩm E: Mẫu nghiên cứu 4.2. Tính toán nguyên liệu: 7
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 Số mẫu trình bày 30 ly 30 ly 30 ly 30 ly 30 ly Lƣợng mẫu/ly 20ml/ly 20ml/ly 20ml/ly 20ml/ly 20ml/ly Tổng lƣợng mẫu 600ml 600ml 600ml 600ml 600ml Lưu ý: - Mẫu đƣợc vô danh. - Mẫu đƣợc chuẩn bị ngay trƣớc lúc tiến hành thí nghiệm - Đĩa đựng mẫu nhẵn bóng, đồng đều về kích thƣớc. Các dụng cụ khác: Tem nhãn: 150 tem ghi mã số mã hóa Ly nhựa : 30 ly nƣớc thanh vị Đĩa nhựa : 150 ly đã đƣợc mã hóa Nƣớc : 1 bình nƣớc 20lít Khăn giấy Bao rác : 1 bao Bút bi : 30 cây 3 Ca đựng nƣớc. 4.3. Điều kiện phòng thí nghiệm: - Thí nghiệm đƣợc tiến hành tại phòng A07-31 của trƣờng ĐH Công Nghệ TP.HCM. - Phòng thí nghiệm này đảm bảo đƣợc các yêu cầu của 1 phòng đánh giá cảm quan tiêu chuẩn sau: Thoáng mát, sạch, không có mùi lạ và không bị ảnh hƣởng bởi tiếng ồn. Một trong những yêu cầu quan trọng trong đánh giá cảm quan là ngƣời thử phải đƣợc yên tĩnh và làm việc độc lập. Để đảm bảo yêu cầu này, nhóm sắp xếp so le nhau và có 1 khoảng cách tƣơng đối giữa các ngƣời cảm quan. + Nhiệt độ phòng khoảng 34oC. + Ánh sáng tự nhiên, không mở điện. + Khu vực chuẩn bị mẫu nằm ở góc khuất (cuối lớp), ngƣời thử không nhìn thấy đƣợc 8
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm + Không có màng ngăn cách giữa các ngƣời thử. 4.4. Mã hóa mẫu: Bảng mã hóa phép thử so hàng thị hiếu (Dành cho 30 người thử) Mã hóa theo trật tự hình vuông William Ngƣời Trật tự Mã hóa thử 1 C B D A E 659-364-927-243-138 2 A B E C D 879-898-621-815-926 3 B C A D E 666-318-134-693-672 4 C D B E A 151-468-969-659-245 5 D E C A B 651-194-851-419-589 6 E A D B C 293-763-741-631-875 7 E D A C B 493-236-639-226-742 8 A E B D C 218-294-774-986-353 9 B A C E D 726-715-931-544-890 10 C B D A E 846-351-223-958-754 11 A B E C D 128-197-841-187-735 12 B C A D E 872-210-735-916-926 13 C D B E A 518-409-362-631-871 14 D E C A B 507-470-495-509-109 15 E A D B C 602-476-460-672-305 16 D C E B A 432-596-401-456-902 9
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm 17 E D A C B 684-285-869-236-834 18 A E B D C 799-373-196-613-732 19 B A C E D 164-231-941-563-342 20 C B D A E 511-127-167-872-453 21 A B E C D 502-248-459-861-325 22 B C A D E 593-826-284-189-102 23 C D B E A 562-672-480-230-209 24 D E C A B 101-270-305-195-224 25 E A D B C 451-267-420-107-662 26 D C E B A 413-293-532-911-806 27 E D A C B 402-512-426-161-597 28 A E B D C 955-909-476-800-792 29 B A C E D 628-469-834-551-856 30 C B D A E 406-690-176-520-753 4.5. Phiếu hướng dẫn: 10
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm PHIẾU HƢỚNG DẪN - Xin bạn vui lòng thanh vị bằng nƣớc lọc trƣớc khi thử mẫu - Một bộ mẫu gồm 5 mẫu bia sẽ đƣợc giới thiệu đến bạn - Bạn hãy nếm mẫu theo thứ tự từ trái sang phải và sắp xếp theo mức độ giảm dần từ ƣa thích nhất đến ít đƣợc ƣa thích nhất . Bạn hãy trả lời bằng cách ghi mã số các mẫu vào thang trong phiếu trả lời . Ngay cả khi không chắc chắn bạn cũng phải đƣa ra câu trả lời của mình Ví dụ : Ƣa thích nhất Ít đƣợc ƣa thích nhất 143 218 467 295 138 Chú ý : Bạn có thể thử lại mẫu 1 nếu đã nếm thử xong tất cả các mẫu . Giữa các lần nếm mẫu bạn được sử dụng nước thanh vị Cảm ơn các bạn đã tham gia 4.6. Phiếu trả lời: PHIẾU TRẢ LỜI Mã số ngƣời thử : Ngày thử: . Ƣa thích nhất ít đƣợc ƣa thích nhất Khi có câu trả lời, bạn vui lòng GHI MÃ SỐ của các mẫu theo độ ƣa thích giảm dần đối với các sản phẩm Chân thành cảm ơn bạn đã tham gia buổi cảm quan 4.7. Cách tiến hành thí nghiệm - Chuẩn bị mọi thứ nhƣ : Khăn giấy, nƣớc uống, dán phiếu hƣớng dẫn. - Mời ngƣời thử vào, đủ số lƣợng cần thì bắt đầu cảm quan. - Sau khi hƣớng dẫn ngƣời thử xong ngƣời phục vụ mẫu sẽ đem một bộ 5 mẫu lên cho ngƣời thử và phiếu trả lời. 11
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm - Đợi ngƣời thử thử xong ta sẽ đi thu phiếu trả lời và dọn mẫu về. - Khi ngƣời thử đã thử xong và ra ngoài, ta dọn vệ sinh và đem lên nƣớc uống, khăn giấy mới. 5. Xử lý số liệu Kiểm định Friedman Trật tự xếp hạng của từng ngƣời thử đƣợc tổng hợp đầy đủ vào bảng kết quả (Bảng số liệu thô). Ngƣời thử đƣợc sắp xếp theo cột và thứ hạng sản phẩm đƣợc trình bày theo hàng.  Giá trị Friedman tính toán theo công thức: Tra bảng 7 (phụ lục 2) với số ngƣời thử là 30 ngƣời, số sản phẩm là 5 và mức ý nghĩa α = 0.05 => F tra bảng + F tính ≥ F tra bảng có một sự khác biệt về mức độ ƣa thích tồn tại giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α. + F tính < F tra bảng cho thấy không có sự khác biệt về mức độ ƣa thích tồn tại giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α. 12
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm PHỤ LỤC 2. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 2.1. Cách loại CO2 Mẫu đƣợc lấy vào một ca nhựa gấp đôi thể tích mẫu cần lấy. Dùng muỗng khuấy mạnh cho bọt nổi lên. Vớt bọt bỏ đi. Lặp lại nhƣ vậy nhiều lần cho đến khi bọt bia to, nhanh tan thì việc loại CO2 hoàn tất. 2.2. Độ plato Nguyên tắc Đo hàm lƣợng đƣờng trong dịch lên men bằng Saccharrometer 0 – 7; 7 – 14. Dụng cụ và hóa chất Ca nhựa ống đong Saccharometter: 0 -7; 7 – 14. Nhiệt kế thủy ngân. Tiến hành Lấy mẫu cần đo vào ca nhựa rồi loại CO2. Rót đầy vào ống đong rồi tiến hành đo ở 200C. Đọc kết quả. Kết quả Độ plato = Số đọc đƣợc trên Saccharometter. 2.3 Độ PH Dụng cụ và hóa chất Máy đo PH. Erlen 100ml. Ca nhựa. Cách tiến hành Lấy mẫu cần đo vào ca nhựa. Loại bỏ hoàn toàn CO2. Rót khoảng 50ml mẫu vào erlen. Cắm đầu điện cực của máy đo pH nhập trong mẫu, đo ở 200C. 13
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Đọc kết quả hiển thị trên máy. Kết quả  Giá trị pH = số hiển thị trên máy 2.4 Độ chua Trong sản xuất bia, độ chua đƣợc biểu thị bằng số ml dung dịch NaOH 0,1N cần thiết để trung hòa lƣợng acid tự do chứa trong 10ml dịch bia. Dụng cụ và hóa chất Erlen 100ml. Pipet 2ml,10ml. Dung dịch NaOH 0,1N. Chỉ thị phenolphtalein (PP) 1%. Tiến hành Phương pháp chuẩn độ Hút 10ml mẫu cho vào erlen 100ml. Đun sôi nhẹ 10ml mẫu để loại bỏ hoàn toàn CO2. Làm lạnh nhanh erlen dƣới vòi nƣớc. Thêm 3 – 5 giọt phenolphtalein 1% vào. Dùng NaOH 0,1N chuẩn độ thật chậm cho đến khi xuất hiện màu hồng nhạt. Ghi kết quả thể tích NaOH dùng chuẩn độ V (ml). Kết quả Độ chua = V (ml). 2.5 Độ cồn Độ cồn đƣợc xác định thông qua phƣơng pháp chƣng cất. Dụng cụ và hóa chất Bộ chƣng cất. Bình tam giác 1 lít. Bình định mức 250ml. ống đong 100ml. Bếp điện. Cồn kế Alcohometer. Nƣớc cất. 14
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Tiến hành Lấy mẫu cần đo, loại bớt CO2. Đong vào bình định mức 250ml, rồi cho toàn bộ mẫu vào bình tam giác, kể cả dịch tráng. Cho vào bình tam giác 250ml nƣớc cất. Lắp hệ thống chƣng cất, bật bếp điện, mở van nƣớc làm mát. Hứng bình định mức vào đầu ra của hệ thống chƣng cất, đặt bình định mức trong chậu nƣớc đá lạnh. Chƣng cất đến vạch định mức 250ml thì dừng lại. Tiến hành đo với Alcohometer ở 200C. Kết quả Độ cồn (%v/v) = Số đọc trên Alcohometer. 2.6 Hàm lƣợng CO2 Nguyên tắc Dùng NaOH tác dụng với H2CO3 với chỉ thị phenolphtalein 1% để tạo ra muối cacbonat natri. Định lƣợng cacbonat natri tạo thành suy ra lƣợng CO2. Các phản ứng xảy ra: 2NaOH + H2CO3 Na2 CO3 + 2 H2O NaOHdƣ + HCl NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O Dụng cụ và hóa chất Dung dịch Na2CO3 0,2N. Dung dịch HCl 0,1N. Chỉ thị phenolphtalein 1%. Nƣớc cất. Bình nén áp 1 lít. Pipet 10ml, 25ml. Erlen 250ml. Tiến hành Lấy thật chậm mẫu vào bình dằn áp, tránh mất CO2. Để bình áp chứa mẫu trong tủ lạnh khoảng 5 phút cho bia ổn định. 15
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Lấy mẫu ra và hút 10ml bia vào erlen đã có sẵn 20ml Na2CO3 0,2N. Chú ý: khi cho bia vào, đầu pipet ngập trong lòng dung dịch rồi tráng lại bằng nƣớc cất. Thêm vào 3 – 5 giọt phenolphtalein1%. Chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển lại sang màu bia. Đọc kết quả V1 (ml). Mẫu trắng: đun sôi khoảng 100ml mẫu để loại bỏ hoàn toàn CO2, làm nguội về nhiệt độ thƣờng, các bƣớc tiến hành tƣơng tự mẫu thực, đọc kết quả V2 (ml). Kết quả Hàm lƣợng CO2 (g/l) = (V2 – V1) *0.0044 * 1000 x Với: V2: số ml HCl dùng thử không V1: số ml HCl dùng thử thật 0.0044 số (g) CO2 tƣơng ứng 1ml Na2CO3 0,2N X: số ml bia đem chuẩn độ 2.7 Xác định mật độ nấm men Dụng cụ và hóa chất Kính hiển vi Buồng đếm hồng cầu, lamen Bình tam giác 100ml Ống nghiệm Pipet 1ml, 10ml Nƣớc cất Dung dịch xanh methylen 1% Tiến hành a. Xác định mật độ tế bào nấm men Lấy mẫu cần đo vào bình tam giác. Pha loãng dịch lên men (nếu cần). Chuẩn bị buồng đếm sạch, đậy lamen lên buồng đếm. Cho một ít mẫu vào mép của buồng đếm, để dịch tràn vào buồng đếm, cẩn thận để tránh bọt khí. 16
Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp trong phòng thí nghiệm Đặt buồng đếm lên kính hiển vi, quan sát ở vật kính 10x, 40x. Đếm tế bào trong 5 ô lớn (đếm 5 ô tạo thành đƣờng chéo). Kết quả X = (a.4000.103.10n)/b Với: a: số tế bào nấm men trong 5 ô lớn b: số ô con trong 5 ô lớn (16*5) 10n: độ pha loãng mẫu X: mật độ tế bào nấm men. b. Xác định số tế bào nấm men chết Nguyên tắc: nguyên sinh chất của tế bào chết dễ bắt màu hơn so với tế bào sống. Vì vậy ta có thể dùng xanh methylen để nhuộm phân biệt tế bào sống và chết. Tế bào chết bắt màu xanh, còn tế bào sống không bắt màu. Tiến hành Lấy 1ml mẫu vào ống nghiệm. Cho vào 3 – 4 giọt xanh methylen 1%. Lắc đều và để yên 5 – 10 phút. Cho mẫu vào buồng đếm và tiến hành tƣơng tự ở trên. Kết quả: Tỷ lệ tế bào chết (%) = (Số tế bào chết/ Tổng số tế bào) * 100 17