1. Trang Chủ
  2. Công nghệ - Môi trường
  3. Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl 120L (α-amylase) đến hiệu suất thủy phân tinh bột ở nồi gạo trong công nghệ sản xuất bia

Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl 120L (α-amylase) đến hiệu suất thủy phân tinh bột ở nồi gạo trong công nghệ sản xuất bia

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện với mục tiêu nhằm khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl đến tốc độ thủy phân tinh bột ở nồi gạo trong quá trình đường hóa; đánh giá sự khác biệt giữa bia sử dụng 40% thế liệu gạo có bổ sung enzyme Termamyl 120L và bia sử dụng 20% thế liệu gạo không bổ sung enzyme. Mời các bạn cùng tham khảo. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME TERMAMYL 120L (

Thể loại Tài liệu miễn phí Công nghệ - Môi trường

Số trang 113

Ngày tạo 10/10/2021 11:43:10 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 3.64 M

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát hiệu quả của việc sử dụ... (.pdf)

Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA VIỆC SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME TERMAMYL 120L (α-amylase) ĐẾN HIỆU SUẤT THUỶ PHÂN TINH BỘT Ở NỒI GẠO TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA. Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Hoài Hương Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hồng Như MSSV: 107111113 Lớp: 07DSH02 TP. Hồ Chí Minh, 2011
  2. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
  3. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương 2.2.6.2 Đặc tính và cơ chế tác dụng của hệ enzyme amylase trong sản xuất bia……………………………………………………………………………...……....30 2.2.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt r n ii
  4. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương 2.5.1 Chỉ tiêu về cảm quan.......................................................................61 2.5.2 Các chỉ tiêu hoá học........................................................................61 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................62 3.1 Phương tiện nghiên cứu ........................................................................62 3.1.1 Thời gian địa điểm ..........................................................................62 3.1.2 Nguyên vật liệu ...............................................................................62 3.1.3 Thiết bị - dụng cụ ............................................................................62 3.1.4 Hóa chất sử dụng ............................................................................63 iii
  5. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương 4.4 Khảo sát thời điểm bổ sung enzyme Termamyl 120L. .............................88 4.5 Khảo sát thời gian đường hoá....................................................................89 4.6 Đánh giá sự khác biệt giữa bia có sử dụng enzyme Termamyl 120L và bia sử dụng malt lót. ..................................................................................................91 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...........................................................93 5.1 Kết luận .................................................................................................93 iv
  6. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH ẢNH Hình 2.1 Tài liệu cho thấy bia được sản xuất ở Sumeria từ rất lâu ...........................4 Hình 2.2 Nước dùng trong nấu bia...........................................................................8 Hình 2.3 Malt ........................................................................................................12 Hình 2.4 Đại mạch nhiều hàng (trái), đại mạch 2 hàng (phải) ................................13 Hình 2.5 Bông và mặt cắt dọc hạt đại mạch hai hàng.............................................13 Hình 2.6 Quy trình sản xuất malt đại mạch ............................................................16 Hình 2.7 Hoa houblon (hay hoa bia) ......................................................................17 Hình 2.8 Công thức tổng quát của α - acid đắng ....................................................19 Hình 2.9 Công thức tổng quát của β – acid đắng....................................................20 Hình 2.10 Cấu tạo các polyphenol trong houblon: Procyanidin C3 (a), Astragalin (b) ..............................................................................................................................22 Hình 2.11 Các dạng hoa houblon: hoa khô (a), viên nén (b) và dịch chiết (c).........22 Hình 2.12 Hình thái khuẩn lạc nấm men: S. cerevisiae (a), S.carlsbergensis (b).....23 Hình 2.13 Thế liệu (gạo)........................................................................................28 Hình 2.14 Sơ đồ phân loại của hệ amylase.............................................................30 Hình 2.15 Cơ chế tác động của α – amylase lên tinh bột........................................32 Hình 2.16 Quy trình nấu bia ..................................................................................40 Hình 2.17 Nồi nấu malt .........................................................................................43 Hình 2.18 Nồi nấu dịch lên men (dịch đường + houblon) ......................................44 Hình 2.19 Thiết bị lắng dịch lên men.....................................................................45 Hình 2.20 Quy trình đóng chai ..............................................................................47 Hình 2.21 Vòi chiết bia vào chai............................................................................48 Hình 2.22 Quy trình đóng lon ................................................................................50 Hình 2.23 Máy kiểm tra mực bia trong lon ............................................................51 Hình 2.24 Quy trình đóng keg ...............................................................................51 Hình 2.25 Thanh trùng Keg ...................................................................................52 Hình 2.26 Bia được bảo quản trong kho tránh ánh sáng.........................................53 Hình 2.27 Cơ chế phân cắt tinh bột của enzyme amylase.......................................57 vi
  7. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương Hình 2.28 Sơ đồ đường hoá hai giai đoạn ..............................................................59 Hình 2.29 Sơ đồ đường hoá ba giai đoạn ...............................................................59 Hình 3.1 Nguyên liệu gạo sử dụng cho thí nghiệm ................................................63 Hình 3.2 Thiết bị dùng để phân tích: Brix kế (a), nhớt kế (b) .................................64 Hình 3.3 Enzyme Termamyl 120L.........................................................................65 Hình 3.4 Gạo và malt nghiền .................................................................................67 Hình 3.5 Đun gạo trên bếp có theo dõi nhiệt độ và khuấy ......................................68 Hình 3.6 Dịch đường sau khi lọc ...........................................................................69 Hình 3.7 Xác định độ nhớt của dịch đường............................................................69 Hình 3.8 Cốc nấu gạo (bổ sung enzyme Termamyl) + malt ...................................79 Hình 3.9 Cốc nấu gạo (dùng malt lót) + malt .........................................................79 Hình 3.10 Dịch đường lọc của 2 mẫu F0 và F1 .......................................................79 Hình 3.11 Dịch đường của mẫu F0 và F1 sau khi nấu với hoa.................................80 Hình 3.12 Dịch đường sau khi lên men..................................................................81 Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ ezyme Termamyl bổ sung khác nhau đến độ đường tạo ra ở lần lọc bã thứ nhất . ............................................................85 Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến độ đường tạo ra ở lần lọc bã thứ nhất ở tỉ lệ ezyme Termamyl 0.08%. .....................................................87 Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn độ đường (0P) thu được sau lần lọc thứ nhất (nha cốt) ở các thời điểm bổ sung enzyme khác nhau ở tì lệ enzyme Termamyl 0.08%. ..........89 Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn DE (mg/ml) thu được sau quá trình nấu gạo ở các thời điểm khác nhau ở tỉ lệ enzyme Termamyl 0.08%...................................................90 vii
  8. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương viii
  9. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ - Tính cấp thiết của đề tài: Trong thời đại khoa học công nghệ phát triển như ngày nay, con người luôn nổ lực phấn đấu phát minh ra những điều kì diệu. Một trong những thành tựu đáng quan tâm là lĩnh vực ứng dụng chế phẩm enzyme tinh chế có nguồn gốc từ vi sinh vật vào các qui trình công nghệ nhằm tiết kiệm nguồn nguyên liệu sản xuất đang dần khan hiếm, hạ giá thành sản phẩm, cải tiến chất lượng sản phẩm ngon hơn mà giá cả cũng rất phải chăng. Hiện nay, việc sử dụng chất xúc tác có hoạt tính sinh học (enzyme) vào lĩnh vực sản xuất đang rất được quan tâm trên thế giới. Đáng chú ý là ứng dụng của nó trong công nghệ sản xuất nước giải khát có cồn. Và bia là một trong những sản phẩm được ưa chuộng nhất do nó có sự hấp dẫn đặc biệt bởi mùi vị rất đặc trưng. Đó là sự kết hợp hài hòa của malt đại mạch, houblon, nước, nấm men đã được tạo ra từ một qui trình nấu hết sức phức tạp và công phu. Chế phẩm enzyme được bổ sung vào nhiều giai đoạn trong qui trình công nghệ sản xuất bia như giai đoạn đường hóa, giai đoạn lọc bia… nhằm rút ngắn thời gian sản xuất, nâng cao hiệu suất đường hóa, tăng độ bền sinh học cho bia thành phẩm. Hòa nhập vào xu thế cải tiến chung đó, em tiến hành nghiên cứu đề tài “ khảo sát hiệu quả của việc sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl 120L đến hiệu suất thủy phân tinh bột ở nồi gạo trong công nghệ sản xuất bia”. Đề tài luận văn này tập trung nghiên cứu việc ứng dụng chế phẩm enzyme Termamyl nhằm đẩy nhanh tốc độ thuỷ phân tinh bột ở nồi gạo nhằm hổ trợ quá trình đường hóa góp phần cải tiến công nghệ, nâng cao hiệu suất thu hồi từ đó nâng cao chất lượng bia thành phẩm. - Tình hình nghiên cứu: hiện nay việc sử dụng enzyme xúc tác quá trình thuỷ phân tinh bột, hổ trợ quá trình đường hoá được nhiều nhà máy sản xuất bia, rượu áp dụng. Với chế phẩm enzyme Termamyl 120L được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy bia, tuy nhiên việc sử dụng nó tuỳ thuộc vào từng nhà máy, cơ sở, quy trình sản xuất. - Mục đích nghiên cứu 1
  10. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương  Tăng lượng thế liệu sử dụng từ 20% lên 40%.  Không sử dụng malt lót.  Giúp quá trình dịch đường hoá diễn ra triệt để. - Nhiệm vụ nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng chế phẩm enzyme Termamyl đến tốc độ thủy phân tinh bột ở nồi gạo trong quá trình đường hóa được thực hiện thông qua các thí nghiệm sau:  Xác định hoạt tính của enzyme Termamyl 120L  Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme Termamyl 120L bổ sung vào nồi gạo.  Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến khả năng thủy phân tinh bột của enzyme Termamyl.  Khảo sát thời điểm bổ sung enzyme Termamyl 120L.  Khảo sát thời gian đường hoá.  Đánh giá sự khác biệt giữa bia sử dụng 40% thế liệu gạo có bổ sung enzyme Termamyl 120L và bia sử dụng 20% thế liệu gạo không bổ sung enzyme. - Phương pháp nghiên cứu: thu thập kết quả từ các thí nghiệm và phân tích số liệu thu được thông qua các phần mềm thống kê, phân tích LSD. - Các kết quả đạt được của đề tài: từ các nghiên cứu đạt được có thể đưa ra một quy trình dịch đường hoá gạo và malt có sử dụng enzyme Termamyl 120L trong công nghệ sản xuất bia Lager 40% thế liệu gạo. - Kết cấu của ĐA/KLTN: bao gồm 5 chương  Chương 1: Đặt vấn đề.  Chương 2: Tổng quan.  Chương 3: Vật liệu và phương pháp.  Chương 4: Kết quả và thảo luận.  Chương 5: Kết luận và đề nghị.  Tài liệu tham khảo. 2
  11. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Lịch sử 2.1.1 Giới thiệu về ngành bia Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon, bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hoá mà còn giảm được sự mệt mỏi, cải thiện tinh thần. Công nghiệp bia được xếp vào ngành “công nghiệp nông nghiệp” bởi nó tác động lên các sản phẩm của nông nghiệp. Trong đó nó lại được xếp vào nhóm “công nghiệp lên men” vì biến đổi chính trong sản xuất bia là kết quả của quá trình lên men rượu. Định nghĩa bia của Pháp: “Bia là một loại đồ uống thu được từ quá trình lên men dịch các chất chiết từ đại mạch nảy mầm, có bổ sung không quá 15% nguyên liệu đường khác và hoa houblon”. Một số nước đặc biệt là ở Đức, định nghĩa hợp pháp về bia như sau: “ Bia là một loại đồ uống thu nhận được nhờ lên men, và không qua chưng cất, và ở đây chỉ sử dụng hạt đại mạch nảy mầm, hoa houblon, nấm men và nước”. Do đó ở Đức người ta cấm sử dụng các nguyên liệu khác ngoài bốn thứ kể trên, tuy nhiên đối với một vài loại bia, người ta cho phép sử dụng hạt ngũ cốc chưa nảy mầm, các loại đường và ngay cả các chất hoá học làm dịu vị. Còn ở Việt Nam bia được định nghĩa: “Bia là loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, được làm từ nguyên liệu chính là malt đại mạch, houblon, nấm men và nước”. 2.1.2 Nguồn gốc Những sản phẩm lên men đầu tiên từ lúa mạch đã được biết đến từ 8000 năm trước công nguyên (TCN). Người ta cho rằng Osiris (vị thần nông nghiệp Ai Cập) là người đầu tiên đã hướng dẫn con ngươi làm bia từ lúa mạch. Tuy nhiên, theo Herodotus viết ở thế kỷ thứ 5 TCN lại cho rằng công lao đó thuộc về vợ của ông Osiris là Iris. Bằng phỏng đoán chúng ta có thể tin rằng người ta suy tôn Osiris và 3
  12. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương Iris vì coi sự phát triển một cách ngẫu nhiên về lên men là do có “sự can thiệp của các vị thần thánh”. Nhiều tài liệu lịch sử ( hình 2.1) chỉ ra rằng cách đây hơn 5000 năm (TCN), người Sumerien và Assyrien đã sản xuất được một loại đồ uống lên men từ các loại ngũ cốc. Từ 4000 năm TCN, theo những bản thảo và di tích khảo cổ ở bảo tàng Ai Cập học của Bruxelle, những người Ai Cập đã có những loại bia được xếp hạng cao, như là “bia của các nhà quý tộc”, “bia của Ai Cập”. Vào khoảng 2000 TCN, dưới thời vua Hammourabi, người Babilon đã viết thành sách các nguyên tắc nấu bia và quá trình nấu bia. (a) (b) Hình 2.1 Tài liệu cho thấy bia được sản xuất ở Sumeria từ rất lâu (a) bức vẽ 6000 năm tuổi của người Sumeria miêu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng các cần hút bằng sậy. (b) Thiên sử thi Gilgamesh, một bản trường ca của người Sumeria để tỏ lòng tôn kính nữ thần Ninkasi, vị thần bảo trợ cho bia. Bia đã từng là quan trọng đối với người La Mã trong thời kỳ đầu, nhưng trong thời kỳ Cộng hoà La Mã thì rượu vang đã thay thế bia như là đồ uống chứa cồn được ưa chuộng hơn. Bia trở thành đồ uống được coi là thích hợp cho những người man rợ. Tacitus đã viết một cách đầy chê bai về bia được các giống người Đức sản xuất trong thời đại của ông. 4
  13. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương Người Thracia cũng được biết là đã sử dụng bia sản xuất từ lúa mạch đen, thậm chí từ thế kỷ 5 TCN,như Hellanicos đã viết trong các vở opera. Tên gọi cho bia của họ là brutos hay brytos. Thời trung cổ, những thầy tu là những người đầu tiên công nghiệp hoá việc sản xuất bia. Ở tu viện của St.Gall, Thuỵ Sĩ, người ta vẫn còn giữ được những xưởng bia cổ nhất. Cũng ở thời này, người ta đã bắt đầu tạo hương cho bia bằng cách thêm vào dịch hèm những loại thảo mộc có vị đắng và hương thơm. Những người đứng đầu (Seigneur) giữ bí mật về hỗn hợp chất tạo hương này và thu được từ đây một nguồn lợi rất lớn. Đến thế kỉ thứ 8, người ta đã biết cách sử dụng hoa houblon. Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong gia đình. Vào thế kỷ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt động thủ công với các quán bia và tu viện sản xuất bia hàng loạt để tiêu thụ. Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia không có hoa bia được biết đến như là ale, còn việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia. Bia có chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428. Tính phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp – Công ty bia rượu London đã đi xa tới mức ra thông báo “không hoa bia, không thảo mộc hoặc những gì khác tương tự được cho vào bất kỳ ale hay rượu (mùi) nào sẽ được sản xuất – mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia”. Tuy nhiên vào thế kỷ 16, ale đã được dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đều sử dụng hoa bia. Năm 1516, William IV, Công tước xứ Bavaria, đã thông qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết), có lẽ là quy định về thực phẩm cổ nhất còn áp dụng đến nay. Gebot quy định rằng thành phần của bia chỉ được bao gồm nước, lúa mạch, hoa bia, với men bia được bổ sung sau phát kiến của Louis Pasteur vào năm 1857. Luật của người Bavaria đã được áp dụng trong cả nước Đức như là một phần của nước Đức thống nhất năm 1871 thành Đế chế Đức dười thời Otto von Bismarck, và kể từ đó đã được cập nhật để phản ánh xu hướng hiện đại trong sản xuất bia rượu. Cho đến 5
  14. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương nay, Gebot vẫn được coi là tiêu chuẩn của độ tinh khiết cho bia, mặc dù điều này có thể gây tranh cãi. Những nghiên cứu khoa học về sản xuất bia chỉ thực sự được bắt đầu năm 1876, cùng với việc xuất bản các “Nghiên cứu về bia” của Louis Pasteur. Trước tiên, ông đã chỉ ra những “bệnh” của bia là do sự phát triển của vi sinh vật và đã đưa ra những nền tảng đầu tiên của một quy trình sản xuất hợp lý. Ông cũng đã phát minh ra phương pháp thanh trùng mang tên ông, Pasteur, mà cho tới nay người ta vẫn áp dụng. Phần lớn các loại bia cho đến thời gian gần đây thực chất là thứ mà ngày xưa gọi là ale. Bia lager đã được phát hiện ra một cách tình cờ vào thế kỷ 16 sau khi bia được lưu trữ trong các hầm lạnh một thời gian dài, kể từ đó nó đã được sản xuất nhiều hơn ale. Năm 1953, Morton W.Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục. Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và nó là một cuộc cách mạng trong công nghiệp bia do nó làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống còn chưa đầy 24 giờ. Công nghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness. Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến thái của nó cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra cái gọi là bia không cồn. Do vậy, nghiên cứu khoa học đã tạo ra những bước phát triển nhanh trong sản xuất bia và tạo nên một ngành công nghiệp lớn mạnh ngày càng phát triển. 2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 2.1.3.1 Trên thế giới Hiện nay trên thế giới có 25 nước sản xuất bia với sản lượng trên 100 tỷ lít/năm, trong đó Mỹ, Đức 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 tiên tiến trong năm 6
  15. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương 2004 như sau: Cộng hoà Czech hơn 150 lít/người/năm, Đức 115 lít/người/năm, Úc khoảng 110 lít/người/năm. Lượng bia tiêu thụ tăng hầu hết 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, Philippin với tốc độ tăng đến 11.2%. Châu Á là một trong những khu vực lượng bia tiêu thụ đang tăng nhanh, các nhà nghiên cứu thị trường bia của thế giới nhận định rằng châu Á đang dần giữ vị trí dẫn đầu về tiêu thụ bia trên thế giới. Trong khi sản xuất bia ở châu Âu có giảm, thì ở châu Á, trước kia nhiều nước có mức tiêu thụ bia trên đầu người thấp, đến nay đã tăng bình quân 6.5%/năm. Thái Lan có mức tăng bình quân cao nhất 26.5%/năm, tiếp đến là Philippin 22.2%/năm. Đây là những nước có tốc độ tăng nhanh trong khu vực. 2.1.3.2 Tình hình ở Việt Nam Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm. Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít/năm đều có hệ thống thiết bị hiện đại, tiên tiến nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát triển. Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít/năm cho đến nay đã đầu tư chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất. Truyền thống văn hoá dân tộc và lối sống tác động mức tiêu thụ bia, rượu. Ở các nước có cộng đồng dân tộc theo đạo hồi không cho phép giáo dân uống rượu bia nên mức tiêu thụ bình quân đầu người ở mức thấp. Việt Nam không bị ảnh hưởng của tôn giáo trong tiêu thụ bia nên thị trường còn phát triển. Theo một nghiên cứu của nước ngoài, bia hiện nay chiếm khoảng từ 50 đến 96% tổng mức tiêu thụ các loại đồ uống có cồn trên thị trường các nước Đông Nam Á. 2.2 Nguyên liệu sản xuất 7
  16. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương 2.2.1 Nước Nước là một nguyên liệu không thể thiếu trong công nghệ sản xuất bia. Trong công nghệ sản xuất bia, các yêu cầu về nguồn nước cung cấp cho sản xuất là rất nghiêm ngặt vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia thành phẩm. Nước sản xuất bia cần phải đạt các tiêu chuẩn cần thiết, do đó nước bơm từ giếng lên phải qua quá trình xử lý nghiêm ngặt. Tiêu chuẩn chính cho nước nấu bia là ít nhất phải đạt chất lượng như nước uống. Từ bồn nấu bia nước được cung cấp cho các mục đích sử dụng như sau:  Nước cấp cho nhà nấu bia: nước ngâm malt, nấu malt, nấu gạo,…  Nước cấp cho bồn nước làm lạnh: dùng để làm lạnh dịch nha… Ngoài ra trong hệ thống xử lý nước còn có bồn thu hồi nước, bồn này có tác dụng thu hồi nước vệ sinh các bể lọc, nước rửa chai… Từ bồn chứa này nước có thể được tái sử dụng để vệ sinh nhà máy hoặc các mục đích vệ sinh khác. Hình 2.2 Nước dùng trong nấu bia Về cảm quan:  Màu sắc: trong suốt, không màu.  Mùi vị: không có mùi vị lạ. Nước dùng trong sản xuất bia phải đạt các chỉ tiêu sau:  Nước dùng trong sản xuất bia phải là nước mềm, có độ cứng tạm thời
  17. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương  Độ cứng, mềm: (4 - 8ºĐ), độ cứng trung bình (8 - 12ºĐ).  Các kim loại nặng: không có.  Vi sinh vật < 100 tế bào/ml.  Vi sinh vật gây bệnh: không có. 2.2.1.1 Thành phần hóa học và yêu cầu của nước sản xuất bia Nước nguyên chất là một hợp chất hóa học với công thức phân tử là H2O. Tuy nhiên, nước dùng trong sản xuất thực chất là một dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion. Thông thường, các ion hiện diện trong nước bao gồm:  Cation: H+, Na+, K+, NH +4 , Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+.  Anion: OH-, Cl-, HCO 3− , CO 32− , NO −2 , NO 3− , SO 24− , PO 34− , SiO 32− . Ngoài ra, nước còn chứa các hợp chất ở dạng keo vô cơ hoặc hữu cơ (như SiO2) hoặc các chất khí (như O2, N2, CO2…). Sự tồn tại của các muối Canci (Ca2+) và Magie (Mg2+) quyết định độ cứng của nước. Trong sản xuất bia, nước phải đạt yêu cầu là có độ cứng từ mềm đến trung bình (0 ÷ 12oH) với hàm lượng các thành phần như bảng 2.1. Bảng 2.1 Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia Thành phần Hàm lượng Muối carbonate ≤ 50 mg/l Muối Mg ≤ 100 mg/l Muối clorua 75 ÷ 150 mg/l Muối CaSO4 130 ÷ 200 mg/l Fe2+ ≤ 0,3 mg/l NH3 Không có Các muối có gốc NO 3− , NO −2 Không có Vi sinh vật ≤ 100 cfu/cm3 (Nguồn: Bùi Ái, 2009) 9
  18. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương Một trong những chỉ số quan trọng nhất của nước là giá trị pH. pH ảnh hưởng lên hoạt tính của các enzyme, khả năng hòa tan chất đắng của houblon, sự phát triển của vi sinh vật, khả năng hòa tan các hợp chất hữu cơ trong malt, dịch wort, bia… cũng như tham gia tạo mùi cuối cùng của sản phẩm. Thông thường pH của nước từ 6,5 ÷ 7. Nguyên nhân nước có tính acid yếu đó là do sự có mặt của H2CO3 ở dạng tự do. H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO 3− 2H+ + CO 32− Hàm lượng các ion HCO 3− , CO 32− và OH- gây ra độ kiềm của nước. 2.2.1.2 Ảnh hưởng của các muối trong nước đến công nghệ và chất lượng bia Các thành phần muối hiện diện trong nước với hàm lượng rất khác nhau và tác động của chúng đến tiến trình công nghệ cũng như chất lượng sản phẩm cũng không giống nhau. Ảnh hưởng do tác động qua lại giữa các cation và anion:  Ion Ca2+: có mặt trong tất cả các loại nước ngầm, tồn tại nhiều nhất ở 2 dạng: Ca(HCO3)2 và CaSO4. Muối bicarbonate gây ảnh hưởng bất lợi vì làm tăng giá trị pH của dịch cháo (mash) khi phản ứng với các muối phosphate của malt: 2KH2PO4 + 2NaHCO3 = K2HPO4 + Na2HPO4 + H2O + 2CO2 Tác động này ảnh hưởng không có lợi cho hoạt động của các enzyme và do đó làm giảm hiệu suất thủy phân trong quá trình tạo dịch đường. Trong khi đó, muối sulfate của calci lại có khuynh hướng làm giảm pH và điều này là có lợi cho quá trình đường hóa: 4K2HPO4 + 3CaSO4 = Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4  Ion Mg2+: hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca2+ nhưng lại gây ra tác dụng xấu hơn vì MgCO3 tan được, còn MgSO4 gây ra vị đắng chát khó chịu.  Ion Na+: hiện diện trong nước dưới các dạng: Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4, NaCl và gây ra các tác dụng khác nhau: ⇒ NaHCO3 và Na2CO3 làm giảm độ acid của dịch cháo. 10
  19. SVTH: Nguyễn Thị Hồng Như GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương ⇒ Na2SO4 với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắng. ⇒ NaCl nồng độ dưới 200 mg/l lại có tác dụng tốt đến mùi, vị bia.  Ion sắt: chủ yếu tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2. Với hàm lượng cao, chúng có thể phá vỡ sự cân bằng trong tiến trình lên men, gây cho bia mùi vị lạ, xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, làm giảm độ bền keo và gây đục cho sản phẩm.  Ion SO 24− : có thể gây cho bia vị đắng – khan khó chịu nếu có mặt với hàm lượng cao.  Ion Cl-: với hàm lượng vừa phải tạo cho bia có vị hài hòa, dễ chịu.  Ion NO 3− và NO −2 : chỉ có muối của calci và magne mới ảnh hưởng đến các quá trình sản xuất dịch đường. Ở giai đoạn lên men, với hàm lượng cao, chúng sẽ ức chế rất mạnh sự phát triển của nấm men.  Acid silic: với hàm lượng lớn có thể cản trở quá trình lên men và gây đục. Việc hiểu biết vai trò và tác động của các muối hiện diện trong nước trong quá trình sản xuất bia có một vai trò quan trọng bởi vì chúng ảnh hưởng đến hoạt tính của nước đối với các thành phần của malt và có lẽ là của houblon nữa. Với việc phân tích thành phần và hàm lượng các muối trong nước, người ta có thể can thiệp các biện pháp xử lý thích hợp hay bổ sung các khoáng cần thiết để phù hợp hơn cho quá trình công nghệ cũng như chất lượng bia thành phẩm. 2.2.2 Malt đại mạch Malt là sản phẩm được chế biến từ các hạt ngũ cốc được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ bởi các yếu tố kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ và mức độ thông gió). Trong công nghệ sản xuất bia, malt đại mạch là thành phần dường như không thể thay thế. Quá trình quan trọng nhất để hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự nẩy mầm nhằm mục đích hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ enzyme có trong hạt đại mạch. Các enzyme này sẽ chuyển hóa các hợp chất cao phân tử có trong nội nhũ hạt thành các hợp chất đơn giản hơn, tham gia vào thành phần chất hòa tan của dịch đường. Bên cạnh đó, malt đại mạch còn chứa protein - được sử dụng như là nguồn 11
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược