Tài liệu Tìm hiểu công nghệ sản xuất bia và quy trình kiểm nghiệm chất lượng bia thành phẩm tại công ty bia sài gòn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ QUY TRÌNH KIỂM NGHIỆM CHẤT LƯỢNG BIA THÀNH PHẨM TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC GVHD: TS. NGUYỄN THỊ HAI KS. NGẠC BẢO LÂN SVTH: HUỲNH HƯƠNG TẦN MSSV: 10711148 LỚP : 07DSH4 TP. HỒ CHÍ MINH – 2011 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai LỜI MỞ ĐẦU Bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có truyền thống lâu đời. Bia là một loại nước giải khát có độ cồn thấp, có giá trị dinh dưỡng cao, có mùi vị thơm ngon hấp dẫn. Bia giúp cho người ta giải nhanh cơn khát trong những ngày nắng nóng, bớt đi mệt mỏi trong những lúc làm việc căng thẳng, giúp cho ăn uống ngon miệng hơn nhờ vào lượng enzyme khác nhau trong bia. Đất nước ta ngày càng phát triển, thị hiếu của người tiêu cũng ngày càng cao, do đó ngoài thị trường cũng có nhiều chủng loại bia khác nhau tạo điều kiện cho người tiêu dùng có nhiều cơ hội để lựa chọn hơn. Với nhiều thương hiệu như vậy người tiêu dùng cũng có yêu cầu cao hơn về số lượng lẫn chất lượng. Nhờ vào thành phần dinh dưỡng như chứa nhiều vitamin B1, B2, PP… và một lượng lớn CO2 nên bia đã cung cấp cho chúng ta một năng lượng tương đối lớn. Chính vì thế mà bia đã trở thành một loại thức uống không thể thiếu của những buổi tiệc và trong những buổi ăn của người phương Tây. Đề đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng ngày càng cao thì có nhiều công ty sản xuất bia ra đời, nhưng hiện nay cung ứng cho thị trường một khối lượng bia lớn có công ty bia Sài Gòn. Công ty bia Sài Gòn với nhiều chủng loại bia có hương vị đặc trưng đậm đà nên đã thu hút một lượng khách hàng rất lớn. Hiện nay, sản phẩm công ty đã có mặt ở nhiều nước trên thế giới và được mọi người ưa chuộng như các sản phẩm: Sài Gòn Speccial, Sài Gòn Export, Sài Gòn 333… Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh, cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học, công nghệ sản xuất bia đã có những bước tiến nhảy vọt. Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào sản xuất bia, đã nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị, và mang lại hiệu quả kinh tế cao. Ngày nay ngành sản xuất bia Việt Nam cũng như các nhà máy bia liên doanh hay các hãng bia nước ngoài luôn không ngừng mở rộng, cải tiến, xây dựng các nhà máy mới phù hợp và nâng cao chất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu chung, với xu hướng cạnh tranh và chiếm lĩnh thị trường. Huỳnh Phương Tần 1 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Bên cạnh đó, bia thì có nhiều loại nhưng vấn đề về chất lượng sản phẩm bia hiện nay luôn được người tiêu dùng quan tâm và chú ý đến, chính vì thế chúng tôi chọn đề tài: “Tìm hiểu công nghệ sản xuất bia và quy trình kiểm nghiệm chất lượng bia thành phẩm tại Công ty bia Sài Gòn” một công ty uy tín và luôn quan tâm đến sức khỏe người tiêu dùng. Trong thời gian thực hiện đồ án tại công ty bia Sài Gòn có dây chuyền công nghệ sản xuất cao giúp cho chúng tôi học tập được rất nhiều kiến thức thực tế các công việc tại nhà máy, tổng hợp tài liệu liên quan là nền tảng kiến thức lớn cho chúng tôi sau này khi bước vào môi trường làm việc cụ thể. Đối vối một sản phẩm bia đạt chất lượng và đưa ra thị trường thì phải qua các bước kiểm nghiệm sau: Giá trị cảm quan bia thành phẩm Kiểm nghiệm hóa lý Kiểm nghiệm vi sinh. Huỳnh Phương Tần 2 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA 1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới Đối với các nước có nền công nghiệp phát triển, đời sống kinh tế cao thì bia được sử dụng như một thứ nước giải khát thông dụng. HIện nay trên thế giới có trên 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó, Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc 7 tỷ lít/năm... Thống kê bình quân mức tiêu thụ hiện nay ở một số nước công nghiệp tiến tiến trong năm 2004 như sau: Cộng hòa Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng 110 lít/người/năm... Tổng lượng tiêu thụ trên thế giới năm 2003 khoảng 144,296 triệu kl, năm 2004 khoảng 150,392 triệu kl (tăng 4,2%). Lượng bia tiêu thụ tăng hầu khắp các vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ trên toàn thế giới tăng lên. Nhưng lượng tăng đáng kể nhất là Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11,2%. Biểu đồ 1: Phân chia lượng bia tiêu thụ theo vùng (2004) (Nguồn từ Kirin news – Nhật Bản) 1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia tại Việt Nam Huỳnh Phương Tần 3 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai a. Tình hình sản xuất bia trong nước Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư... mà ngành công nghiệp bia đã phát triển với tốc độ tăng trưởng cao. Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20,7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng. b. Số lượng cơ sở sản xuất Số lượng cơ sở sản xuất giảm xuống so với những năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 chỉ còn 326 cơ sở sản xuất so với 469 cơ sở tính từ năm 1998. Điều này là do yêu cầu về chất lượng bia, về mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày càng cao, đồng thời do sự xuất hiện của nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị hiện đại, công nghệ tiên tiến... nên có sự cạnh tranh gay gắt, nhiều cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, chất lượng thấp không đủ khả năng cạnh tranh đã phá sản hoặc chuyển sang sản xuất sản phẩm khác. Trong các cơ sở sản xuất bia đó, có Sabeco chiếm năng suất trên 200 triệu lít/năm, Habeco năng suất trên 100 triệu lít/năm, 15 nhà máy bia có năng suất trên 15 triệu lít/năm và khoảng 165 cơ sở sản xuất có năng lực dưới 1 triệu lít/năm. Hai tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội và Sài Gòn là hai đơn vị đóng góp tích cực và giữ vai trò chủ đạo trong ngành bia. Theo báo cáo của các tỉnh thành phố trực thuộc trung ương và của hai tổng công ty, riêng năm 2003, doanh thu của ngành Bia Rượu Nước giải khát đạt 16.497 tỷ đồng, nộp ngân sách nhà nước 5000 tỷ đồng, tạo điều kiện việc làm và thu nhập ổn định cho trên 20.000 lao động. Sản lượng bia tiêu thụ toàn quốc đạt 1290 triệu lít, đạt 78,8% công suất thiết kế, trong đó Habeco và Sabeco đạt 472,28 triệu lít (chiếm 36,61% toàn ngành bia). Hai tổng công ty đã phát huy hết năng suất, phải gia công tại một số địa phương nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng. 1.3. Giới thiệu tổng quan về Nhà máy bia Sài Gòn Huỳnh Phương Tần 4 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai 1.3.1 Giới thiệu chung Công ty bia Sài Gòn là một công ty trực thuộc Tổng công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn.  Tên tiếng Anh: Saigon Beer Alcohol – Beverage Corporation  Tên viết tắt: SABECO  Địa chỉ: số 187 - Nguyễn Chí Thanh, Quận 5, TP.HCM  Điện thoại: 088.559595  Fax: 088.577095  Email: [email protected]. 1.3.2 Lịch sử hình thành và phát triển Tiền thân Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn trước đây là một nhà máy của tư bản Pháp được xây đụng từ những năm 1875. Đến tháng 6/1977 Nhà máy đổi tên thành Nhà máy Bia Sài Gòn. Năm 1993 Nhà máy đổi tên thành Công ty Bia Sài Gòn và trở thành một trong những Công ty bia có thiết bị hiện đại nhất Việt Nam. Với truyền thống lâu đời 100 năm trong ngành sản xuất bia chất lượng sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn không ngừng được nâng cao nhờ sự kết hợp đồng bộ giữa công nghệ truyến thống, thiết bị hện đại, nguyên liệu ngoại nhập từ những nước nổi tiếng trên thế giới với việc đổi mới phương thức quản lý. Một trong những yếu tố quan trọng góp phần ổn định chất lượng sản phẩm là hệ thống phương tiện kỹ thuật kiểm tra tiên tiến được đánh giá đạt đẳng cấp quốc gia và hệ thống đảm bảo chất lượng cho sản phẩm bia chai, bia lon phù hợp với tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000. Từ năm 1992 với uy tín trong nước Sản phẩm của Công ty Bia Sài Gòn đã vươn ra có mặt trên thị trường khó tín nhất như: Nhật, Autralia, Mỹ, Singapore, EU... Năm 2000, Công ty Bia Sài Gòn là doanh nghiệp sản xuất bia đầu tiên của Việt Nam đã đạt và vượt mốc sản lượng 200 triệu lít/năm. Huỳnh Phương Tần 5 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Tháng 7/2003, Công ty bia Sài Gòn đã phát triển lớn mạnh thành Tổng công ty Bia - Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO) và trở thành doanh nghiệp hàng đầu trong ngành sản xuất bia Việt Nam. Công ty đã tạo cho mình một nền tảng vững chắc, đạt trình độ của một nhà quản lý hiện đại, cùng cả nước bước những bước phát triển của thời đại mới. Năm 2004, SABECO đạt sản lượng hơn 403 triệu lít bia các loại trong đó có 268 triệu lít bia sản xuất tại Nhà máy Bia Sài Gòn Nguyễn Chí Thanh, số còn lại thì nhà máy gia công tại khoảng 10 địa phương. Hiện nay nhà máy đã được Cổ phần hóa thành Tổng công ty cổ phần Bia Rượu - Nước giải khát Sài Gòn (SABECO). 1.3.3 Các đơn vị thành viên của SABECO 1.Công ty TNHH 1 thành viên TMDV Bia - Rượu - NGK Sài Gòn 2. Công ty cổ phần Nước giải khát Chương Dương 3. Công ty cổ phần Rượu Bình Tây 4. Công ty cổ phần Cơ khí & Xây lắp Công Nghiệp – IMECO 5. Công ty cổ phần bia Sài Gòn - Nghệ Tĩnh 6. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Phú Yên 7. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Miền Tây 8. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Hà Nam 9. Công ty cổ phần Bia - Rượu Sài Gòn - Đồng Xuân 10. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Daklak 11. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Bình Tây 12. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Sông Lam 13. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Quảng Ngãi 14. Công ty TNHH Một Thành Viên Cơ khí SA BE CO(Mesab) Huỳnh Phương Tần 6 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai 15. Công ty cổ phần Bia Sài Gòn - Vĩnh Long CÔNG TY LIÊN DOANH - LIÊN KẾT 1. Công ty TNHH Crown Sài Gòn 2. Công ty TNHH Thủy tinh Malaya - Việt Nam 3. Công ty TNHH Mê linh Point 4. Công ty TNHH Bao Bì SanMiguel - Phú Thọ 5. Công ty TNHH Sản xuất rượu và cồn Việt Nam 6. Công ty cổ phần Bao bì - Kho bãi Bình Tây 7. Công ty cổ phần Vận tải và giao nhận bia Sài Gòn 8. Công ty cổ phần Nước khoáng ĐaKai 9. Công ty cổ phần Bao bì Sabeco Sông Lam 1.3.4 Sơ đồ bố trí mặt bằng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 Phaân xöôûng naáu Haàm nöôùc Loø hôi Toå moäc-hoà Toå xe suùc Toå nöôùc giaûi nhieät Toå maùy ñoäng löïc Boàn daàu DO VP kho vaän Phoøng veä sinh nöõ 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Boàn voâi Thieát bò PCCC Xöû lyù nöôùc Xöû lyù nöôùc Bia chai 1 Bia lon 1 Bia chai 2 Bia lon 2 Bia chai 3 Thu hoài CO2 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Phaân phoái gioù Phoøng loïc bia Phoøng laïnh TBF Tank out door Cabin ñieän Maùy phaùt ñieän Phaân xöôûng cô khí Toå ñieän Toång ñaøi Phoøng veä sinh nam 24 Kho vaät tö 37 Baûo veä coång ra Boàn soude 25 Vaên phoøng y teá 38 Baûo veä Baûo veä coång vaøo 26 Loïc Huỳnh Phương Tần 7 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai NGUYỄN THANH CHÍTHANH NCHÍ NGUYEÃ 38 37 25 36 24 1 34 26 NGUYỄN NGUYEÃ NKIM KIM 35 2 28 29 33 27 23 32 3 30 31 21 5 22 20 19 18 14 12 7 16 17 13 4 6 15 10 11 9 8 Sơ đồ 1.1: Bố trí mặt bằng nhà máy Huỳnh Phương Tần 8 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai 1.4 Các sản phẩm chính của công ty 1.4.1 Sản phẩm bia chai “ Sai Gon Export” Chủng loại sản phẩm: Bia Lager. Độ cồn: 4.9% thể tích. Dung tích: 355ml. Thành phần: Nước, Malt, Gạo Hops. Bao bì: đóng trong chai thủy tinh màu nâu, 20 chai/két nhựa Hướng dẫn sử dụng: Ngon hơn khi uống lạnh, tốt Hình 1.1: SaigonExport nhất ở 10 – 12 độ C. Hướng dẫn bảo quản:  Bảo quản nơi khô ráo và thoáng mát.  Tránh tiếp xúc trực tiếp với nguồn nóng hoặc ánh sáng mặt trời. Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 2 : 2008. 1.4.2 Sản phẩm bia chai “ Sai Gon Lager Beer” Thương hiệu : SAI GON LARGER BEER ( Sài Gòn xanh ) Độ cồn: 4,3% thể tích Dung tích: 450ml Bao bì : chai thủy tinh, màu nâu. Màu bia : vàng Thành phần nguyên liệu chính: malt, gạo, houblon, nước. Đóng két : 20 chai / két. Hướng dẫn sử dụng: ngon hơn khi uống lạnh, tốt nhất 10 – 12oC. Huỳnh Phương Tần 9 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Hình 1.2: Saigon Lager – Bia của người Việt Nam Hướng dẫn bảo quản: nơi khô ráo thoáng mát, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 1 : 2008. 1.4.3 Sản phẩm bia lon “ Bia 333” Thương hiệu: SAI GON 333 Độ cồn: 5.3% thể tích Dung tích: 330ml Thành phần nguyên liệu chính: malt, gạo, houblon, nước. Bao bì: đóng trong lon thiếc Hình 1.3: Sài Gòn 333 Đóng thùng: 24 lon/thùng Hướng dẫn sử dụng: ngon hơn khi uống lạnh, tốt nhất 10 – 12oC Hướng dẫn bảo quản: nơi khô ráo thoáng mát, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Huỳnh Phương Tần 10 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 4 : 2008 1.4.4 Sài Gòn Special Sản phẩm đặc biệt với 100% malt (không có gạo) được sản xuất theo dây chuyền công nghệ tiên tiến bậc nhất hiện nay trong khu vực và lên men theo công nghệ truyến thống dài ngày, tạo nên một hương vị ngon và độc đáo khác hẳn với các sản phẩm khác ngoài thị trường. Chủng loại sản phẩm: Bia Lager. Độ cồn: 4.9% thể tích. Dung tích: 330ml. Thành phần: Nước, Malt, Hops. Bao bì: đóng trong chai thủy tinh màu xanh, 20 chai/két nhựa và 24 chai/thùng carton. Hướng dẫn sử dụng: Ngon hơn khi uống lạnh, tốt nhất ở 10 – 12oC. Hướng dẫn bảo quản:  Bảo quản nơi khô ráo và thoáng mát.  Tránh tiếp xúc trực tiếp với nguồn nóng hoặc ánh sáng mặt trời. Số công bố chất lượng: Tiêu chuẩn TCCS 3 : 2008. Hình 1.4: Saigon Special Huỳnh Phương Tần 11 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Malt đại mạch Malt là tên gọi chung của các loại ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch...). Hiện nay thì ở Việt Nam chưa trồng được đại mạch, vì vậy chúng ta phải nhập malt từ nước ngoài nên chi phí sản xuất tăng lên. Do vậy giá thành của từng loại bia tương ứng với hàm lượng malt nguyên chất, từ đó mà ta có thể nhận thấy bia có ngon hay không. Là nguyên liệu chính của quá trình sản xuất bia, nó ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình và chất lượng của bia. Hạt đại mạch là nguồn cung cấp tinh bột cho quá trình đường hóa, chuyển hóa đường thành rượu cho sản phẩm sau này. Đồng thời trong quá trình nảy mầm của đại mạch sẽ tích tụ nhiều enzyme cũng như tăng hoạt tính của nhiều enzyme có trong hạt như amylase, protease, maltase…Vì vậy đại mạch cho sản xuất bia là đại mạch nảy mầm. Ngoài ra malt còn cung cấp nguồn đạm cho quá trình sinh trưởng, phát triển của nấm men, cung cấp những chất đặc trưng tạo nên hương vị, độ bền của bọt sau này. 2.1.1 Yêu cầu về chất lượng đối với đại mạch:  Yêu cầu về cảm quan Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đồng nhất về kích thước, không lẫn cát đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác. Hạt phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ. Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rơm rạ, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và hơi ngọt.  Yêu cầu về sinh lý Hạt nảy mầm phải đạt 80 – 85%. Trọng lượng tuyệt đối thường 35 – 45g/1000 hạt. Khả năng nảy mầm 90 – 95%. Huỳnh Phương Tần 12 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai  Yêu cầu về thành phần hóa học Vỏ: không vượt quá 7 – 9% trọng lượng hạt. Hàm lượng protid 8 – 14% chất khô của hạt. Hàm lượng glucid chiếm 55 – 62% trọng lượng hạt (khoảng 63 – 65% trọng lượng hạt chất khô). Hàm lượng ẩm chiếm 10 – 15%. Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng Malt của nhà máy STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Yêu cầu 1 Độ ẩm % 3-5 2 Độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn % >80 3 Chênh lệch giữa xay khô và xay nhuyễn % 1.2 – 1.8 4 Hoạt lực WK 290 – 320 5 Protein tổng hợp % 10 – 12 6 Cỡ hạt > 2.5mm ; Cỡ hạt < 2.5mm % >85 ; <1 7 Độ trong %NEPH 2.5 8 Thời gian đường hóa Phút <15 9 Độ màu o 3.0 – 4.5 10 pH 11 Protein hòa tan 12 Chỉ số Kolbach EBC 5.6 – 6 % 4 – 4.7 38 - 42 2.1.2 Cấu trúc và thành phần hóa học của hạt đại mạch  Cấu trúc hạt đại mạch: Gồm có ba bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phôi.  Vỏ hạt: từ ngoài vào trong được chia làm 3 lớp (vỏ lụa, vỏ trấu và vỏ alơron), phần này thường chiếm từ 8 – 15% trọng lượng hạt.  Phôi: là cơ quan hô hấp của hạt, thường chiếm 2 – 5% trọng lượng hạt. Thành phần chất khô là nitơ : chiếm 37 – 50%. Huỳnh Phương Tần 13 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Chất béo khoảng 7%. Saccharose: 5 -6%. Pentozan: 7 – 7,5%. Chất tro: 6 – 6,5% và một ít thành phần khác.  Nội nhũ: chiếm 45 – 68% trọng lượng hạt, phần này chiếm vai trò quan trọng quyết định đến phẩm chất của bia. Hình 2.1: Hạt đại mạch hai hàng Thành phần chính của hạt nội nhũ là tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn hoặc rất bé (rất ít hạt có kích thước trung bình), nếu hàm lượng protein trong tinh bột càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ. Tinh bột không hòa tan được trong nước, kể cả những dung môi hữu cơ trung tính. Trong lượng riêng của hạt khá cao nên lắng xuống đáy thùng rất nhanh. Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75 – 80oC, tính chất này cần phải lưu ý khi nấu bia, tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuận lợi hơn. Tinh bột gồm hai dạng polysaccharide là amylose và amylosepectin. Các enzyme tác dụng xúc tác lên tinh bột của hệ enzyme amylase (gồm 𝛼 – amylase và 𝛽 – amylase) hiệu quả nhanh hay chậm phụ thuộc và nhiệt độ và pH nó quyết định nhất đến quá trình nấu bia.  Thành phần hóa học của hạt đại mạch Bảng2.2: Thành phần hóa học của malt tính theo phần trăm trọng lượng chất khô Huỳnh Phương Tần 14 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai Thành phần % chất khô Tinh bột 58 Đường khử 4 Đường Saccharose 5 Pentose hòa tan 1 Pentose và hectose không hòa tan 9 Xenlulose 6 Các chất chứa nitơ 10 Chất béo 2,5 Chất khoáng 2,5 Đạm formol 0,7 – 1 Chất chứa nitơ không đông tụ 2,5 Dạng hòa tan tinh thể muối albumin, 2 globulin 2 Glutelin và Protein 0,2 – 0,3 6–8 Tro Hemicellolose 2,2 Những chất còn lại Trong nhóm glucide của hạt đại mạch, ngoài tinh bột tập trung ở nội nhũ còn có các thành phần :  Cellulose : chủ yếu nằm trong vỏ trấu của hạt đại mạch, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ, xenllulose có ý nghĩa lớn trong quá trình lọc dịch đường hóa.  Hemicellulose : chiếm phần lớn chất khô của vỏ trấu, gồm những polysaccharide khác nhau, sự phân giải hemicellulose dưới tác dụng của enzyme Sitoase có ý nghĩa lớn trong quá trình nảy mầm, tao điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác vào bên trong nội nhũ hạt.  Pentozan: có trong thành phần của hemicellulose, đặc biệt có nhiều trong vỏ trấu (2%), không tan trong nước. Nếu bị thủy phân cho ra đường arabinose và xylose. Huỳnh Phương Tần 15 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai  Các glucide cao phân tử: trong dại mạch còn chứa các chất ở dạng gom, những chất này tan trong nước sẽ tạo nên những dung dịch nhớt. Khi chuẩn bị thủy phân sẽ cho galactose và xylose, hoặc như pectin. Những hợp chất này khi đi vào dịch đường hoặc bia sẽ gây trở ngại cho quá trình lọc, song chúng cũng có khả năng tạo bọt cho bia và có mùi vị được cải thiện hơn.  Các chất đường trong hạt đại mạch có chứa một lượng nhỏ mono-, di-, trisaccharide, trong đó nhiều nhất là đường saccharose, chiếm khoảng 1,8% chất khô của hạt. Các chất này có ý nghĩa lớn trong quá trình sản xuất malt, đặc biệt là trong giai đoạn đầu.  Chất chát và chất đắng : có nhiều trong vỏ trấu của hạt đại mạch, một phần chất chát sẽ liên kết với protid tạo thành acid textinoic có mùi đắng và vị khó chịu, chúng không hòa tan trong nước nhưng chúng hòa tan trong dung môi kiềm loãng (0,2 – 0,4%).  Chất đắng chát, màu có tác dụng xấu đến thành phần của bia. Vì vậy chúng ta cần có biện pháp xử lý trong công nghệ để loại bỏ chúng.  Các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch Protide : khối lượng và chất lượng của protid có ý nghĩ rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Người ta cho rằng hàm lượng các hợp có chứa nitơ trong đại mạch so với hàm lượng tinh bột trong đại mạch có tỷ lệ cân đối nhất (tỷ lệ N :C) là tối ưu đối với công nghệ sản xuất bia. Tuy thành phần của chất hòa tan trong dịch đường hóa protid chiếm một tỷ lệ khá nhỏ (4 – 5%), song chúng lại tham gia rất tích cực trong quy trình công nghệ và góp phần quyết định đến chất lượng sản phẩm. Sự oxy hóa protid gây ra những biến đổi xấu về chất lượng sản phẩm. Hiện tượng này là một trong những nguyên nhân chính làm giảm tính ổn định của bia. Thường những kim loại nặng (như Fe và Cu) là những chất xúc tác cho quá trình oxy hóa protid, làm cho bia nhanh bị đục hơn. Trong đại mạch có đủ protid đơn giản (protein) và protide phức tạp (proteit). Quá trình phân giải protid dưới tác dụng của enzyme là một trong những quá trình quan trọng nhất trong sản xuất malt và bia, những sản phẩm của sự phân Huỳnh Phương Tần 16 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai giải protid thường có phân tử lượng thấp hơn, chúng sẽ tham gia tác dụng tương hổ với những thành phần khác dẫn đến chỗ thay đổi thành phần và tính chất của nguyên liệu ban đầu cũng như các sản phẩm về sau. Đặc biệt đáng quan tâm hơn là sự tạo thành melanoic, chất này gây cho bia có mùi thơm, vị ngọt và khả năng tạo bọt của bia về sau (đặc tính này phụ thuộc vào sự phân giải protid có tối ưu không). Edectin thuộc phân nhóm globulin không hòa tan trong nước, bắt đầu kết tủa ở nhiệt độ lớn hơn 90oC, khó tách hơn ra khỏi thành phần của dịch đường vì vậy đây là một trong những yếu tố gây đục bia. Hordein thuộc phân nhóm prolamin, không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch acid hoặc kiềm. Hàm lượng hordein trong hạt đại mạch từ 3,5÷3,7% trọng lượng chất khô. Glutelin chiếm khoảng 3% chất khô trông đại mạch, thường bị thải cùng bã malt sau khi nấu.  Các chất chứa Nitơ phi protide Tập hợp những sản phẩn phân giải protide với mức độ phân giải khác nhau cho ra những sản phẩn khác nhau: Albumoza và pepton có cấu tạo gần giống protein song có số gốc acid amin ít hơn có khả năng tan trong nước, không bị kết tủa trong quá trình chế biến sẽ đi vào thành phần nước đường hóa làm tốt khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia. Peptide có số gốc acid amin ít hơn pepton, gồm có di-tri và polypeptit, hòa tan dễ dàng trong nước và đi vào thành phần của bia. Acid amin chiếm khoảng 0,1% chất khô trong hạt đại mạch kín. Do tác động của enzyme trong thời gian sản xuất malt hàm lượng acid amin tăng lên trong dịch đường và bia. Đặc biệt chúng có vai trò quan trọng trong việc hình thành menadione ở thời kỳ sấy malt.  Các nhóm enzyme trong đại mạch Enzyme là chất xúc tác sinh học trong quá trình lên men, bản chất của nó là protein chúng tham gia các phản ứng sinh hóa trong hạt đại mạch. Từ đó biến đổi Huỳnh Phương Tần 17 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai hạt đại mạch dần thành hạt malt. Trong quy trình công nghệ enzyme chịu nhiều yếu tố khách quan, song thì ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính của enzyme là nhiệt độ, pH, và nồng độ của dung dịch. Trong hạt đại mạch luôn có hai nhóm enzyme chính  Nhóm enzyme xúc tác cho quá trình oxi hóa - khử. Ở giai đoạn đầu của việc tạo malt chúng tăng cường hoạt động nhanh, trong quá trình sấy malt chúng hầu như bị phá hủy.  Nhóm enzyme thủy phân: tùy cơ chất enzyme xúc tác cho quá trình thủy phân, ta phân thành hai nhóm nhỏ: Nhóm thủy phân các hợp chất glucide:  Diastase (amylase): thủy phân các gluxit có mạch polymer tương đối đơn giản (như tinh bột).  Sitaza: thủy phân các gluxit có mạch polymer tương đối phức tập hơn (như hemicelluloses). Tác dụng của enzyme là phá hủy màng ngăn giữa hạt gạo và vỏ trấu khi hạt bắt đầu nảy mầm, nhờ vậy các enzyme khác mới dễ dàng xâm nhập vào bên trong hạt của nội nhũ của hạt, làm biến đổi dần những thành phần hóa học của nội nhũ. Đây chính là quá trình chuyển hóa hạt đại mạch thành hạt malt. Nhóm enzyme thủy phân protide: trong nhóm này tiêu biểu có.  Proteinase xúc tác chuyển hóa protid thành albumoza và pepton rồi chuyển thành polypeptit và peptit (to :50oC, pH = 5).  Peptidaza: chuyển hóa polypeptit và peptit thành acid amin (gồm polypeptidaza và dipeptidaza) (to < 50oC; pH = 7,5).  Amydasa tác dụng deamin hóa các acid amin, tạo thành các acid hữu cơ và nitơ. Đồng thời chúng còn phá vỡ các mối liên kết amid (- CO – NH) của các muối amid. Nhóm enzyme esteraza tham gia làm vỡ các các mối liên kết ester giữa các hợp chất ester hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ.  Lippase thủy phân ester của glycerin và một số loại rượu với một số acid béo bật cao. Huỳnh Phương Tần 18 MSSV: 107111148 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Thị Hai  Phosphatase: tách acid phosphoric ra khỏi những hợp chất hữu cơ có chứa phosphor, tiêu biểu là amylophosphotase và bytase. 2.2 Hoa Houblon Cây Houblon có tên khoa học là ‘‘Hamulus Lupulus’’, là một loài thân leo thuộc hàng urticaceé, họ moracé. Houblon sống lâu năm (30 – 40 năm ), có chiều cao trung bình 10 – 15m. Hiện nay trên thế giới đang trồng trên 100 giống hoa houblon khác nhau. Nó được trồng nhiều nhất ở Đức, Mỹ, cộng hòa Crech và hiện nay có trồng ở Trung Quốc. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây, trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn. Hoa đực không sử dụng được vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa, chất đắng cũng rất kém. Hoa Houblon là nguyên liệu chính thứ hai (sau đại mạch) trong công nghệ sản xuất bia. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làm tăng khả năng tạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Do những đặc tính cực kì đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia. Bảng 2.3 : Sản lượng thu hoạch hoa Houblon của các nước trên thế giới Quốc gia Sản lượng (x 1000 tấn) năm 2005 Mỹ 26,2 Đức 29,0 Trung Quốc 20,0 Cộng hòa Crech 6,8 Anh 2,0 Toàn thế giới Huỳnh Phương Tần 102,21 19 MSSV: 107111148