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 PHỊNG 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 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp kết nghiên cứu thực hướng dẫn cô TS Nguyễn Kính thuộc khoa Cơng nghệ sinh học-Thực phẩm-Mơi Trường, Trường đại học Công nghệ Tp.HCM Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng, lấy từ nguồn có uy tín Mọi chép khơng hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay có dối trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên Trần Thị Tuyết i Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo khoa tồn thể thầy khoa Cơng Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm - Môi Trƣờng tạo điều kiện cho tơi học tập tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập trƣờng Tôi chân thành cảm ơn Thầy Cơ Anh Chị quản lý phịng thí nghiệm tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Và đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hƣớng dẫn thầy Nguyễn Kính tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu động viên, giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Bên cạnh gửi lời cảm ơn đến bạn bè, sinh viên trƣờng gia đình động viên, chia sẽ, giúp đỡ nhiều thời gian thực đề tài Cuối xin gửi lời chúc tốt đẹp đến quý thầy cô bạn bè gia đình! Tơi 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 phịng thí nghiệm MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .2 1.1 LỊCH SỬ VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1.1 Lịch sử 1.1.2 Tình hình sản xuất bia 1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BIA 1.2.1 Nƣớc 1.2.2 Chất hòa tan 1.2.3 Các chất dễ bay 1.3 GIÁ TRỊ CỦA BIA 1.3.1 Giá trị kinh tế 1.3.2 Giá trị dinh dƣỡng 1.3.3 Bia sức khỏe ngƣời .8 1.4 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA 1.4.1 MALT 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 địa điểm nghiên cứu: 23 2.2 Vật liệu phƣơng pháp nghiên cứu: .23 2.3 Quy trình dự kiến 26 2.4 Sơ đồ nghiên cứu 36 2.4.1 Thí nghiệm 37 iii Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm 2.4.2 Thí nghiệm 39 2.4.3 Thí nghiệm 3: 41 2.4.4 Thí nghiệm 42 2.4.5 Thí nghiệm 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 63 3.5.4 Khảo sát mức độ ƣa thích ngƣời tiêu dùng mẫu sản phẩm sau lên men 64 3.6 Kết đánh giá cảm quam mẫu khảo sát với sản phẩm thị trƣờng .66 3.7 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm .67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: PHÉP THỬ CẢM QUAN SẢN PHẨM PHỤ LỤC 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 phịng 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 thơ khảo sát nhiệt độ đƣờng hóa .18 3.3 Số liệu thô khảo sát pH đƣờng hóa .18 3.4 Số liệu thô kết xử lý phép thử cho điểm thị hiếu .19 3.5 Số liệu thô xử lý kết phép thử so hàng đánh giá thị hiếu ngƣời tiêu dùng 24 PHỤ LỤC : KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU SẢN PHẨM 28 4.1 Kết đo độ Plato 28 4.2 Kết đo độ cồn 28 4.3 Kết đo PH .28 4.4 kết xác định độ chua 28 4.5 Kết xác định hàm lƣợng CO2 29 4.6 Kết 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 phịng thí nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: 21 nƣớc có sản lƣợng bia nhiều giới (cập nhật năm 2005) Bảng 1.2: 19 nƣớc tiêu thụ bia nhiều giới (cập nhật năm 2005) Bảng 1.3: Thành phần hóa học malt- đại mạch Bảng 1.4: Thành phần hóa học trung bình hoa houblon Bảng 1.5: Các tiêu đánh giá chất lƣợng hoa houblon Bảng 1.6: Yêu cầu nƣớc sản xuất bia Bảng 2.1: Chỉ tiêu hóa lí hóa học malt Bảng 2.2: Chỉ tiêu hóa lí hóa học 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 thí nghiệm Bảng 3.2: Kết thí nghiệm Bảng 3.3: Kết thí nghiệm 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 hàm lƣợng đƣờng mẫu theo thời gian Bảng 3.8: Kết cảm quan cho điểm mẫu khảo sát Bảng 3.9: Kết so hàng thị hiếu mẫu sản phẩm bia Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan vi Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng 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 phịng thí nghiệm DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các thành phần chất đắng hoa houblon Hình 1.2: Hoa viên Hình 1.3: Hoa cao Hình 1.4: Sơ đồ sử dụng 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 thay đổi °Bx khoảng nhiệt độ khác 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 điểm trung bình mẫu cảm quan viii Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm LỜI MỞ ĐẦU Bia loại đồ uống có cồn, giàu dinh dƣỡng Ngồi việc cung cấp lƣợng calo khó lớn, bia cịn chứa hệ enzyme phong phú, đặc biệt nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylase Đƣợc sản xuất từ loại nguyên liệu đại mạch ƣơm mầm, hoa houblon nƣớc với quy trình cơng nghệ đặc biệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn ngƣời: hƣơng thơm đặc trƣng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lƣợng CO2 cao (4-5g/l) giúp thể ngƣời giải khát cách triệt để uống Bia đồ uống đƣợc ƣa chuộng sử dụng nhiều bữa tiệc, nhà hàng, khách sạn Đối tƣợng sử dụng rộng rãi,bao gồm phụ nữ, đàn ông, ngƣời già, ngƣời 18 tuổi Bộ Y tế phát thông báo mức độ tiêu thụ bia ngƣời Việt Nam 10 năm trở lại tăng gấp lần Dự báo đến năm 2025 tăng lên đến lít/ngƣời/năm Tuy nhiên, Bộ Công Thƣơng cho biết, mức sản xuất tiêu thụ bia nhà máy năm 2016 lại tăng chậm mức 9,3% 85,6% kế hoạch năm Trong năm gần đây, thức uống nói chung bia nói riêng có hàm lƣợng calo thấp trở nên phổ biến, đặc biệt ngƣời thừa cân Tƣơng tự nhƣ nhiều loại bia có nồng độ cồn thấp đƣợc ƣa chuộng nhiều ngƣời không chịu đƣợc không cho phép sử dụng nồng độ cồn cao nhƣ phụ nữ mang thai, ngƣời tham gia giao thông,… Trong nhiều ngƣời tiêu thụ bia lại ƣa thích đặc tính mùi, vị loại bia truyền thống vốn có nồng độ cồn cao đáng kể, thƣờng >4 Vì vậy, với mong muốn đáp ứng nhu cầu thiết thực ngƣời tiêu dùng, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sản xuất loại bia có nồng độ cồn thấp” Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm 3.4 Số liệu thô kết xử lý phép thử cho điểm thị hiếu Số liệu thô phép thử cho điểm thị hiếu ĐÁNH GIÁ Mẫu Độ bọt Độ Màu sắc Mùi Vị Chung A A 4 A A 4 A 2 4 A 5 5 A 2 A 6 7 A 6 5 A 3 2 A 3 5 A 4 4 A 6 A 4 A 3 19 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm A 7 7 A 6 A 4 A 8 A A 5 4 A 5 A 3 A 6 7 A 3 A 6 5 A 3 5 4 A A 7 A 3 4 B 4 B 7 B 5 B 5 B 5 B 20 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm B 4 B 7 6 B 7 7 B B 3 B 5 5 B 6 B B 6 6 B 8 B 7 B B 7 B 7 7 B 6 B B 5 4 B 6 B 7 B 5 7 B 6 21 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm B 6 B 7 8 B 6 4 6 C 4 5 5 C 5 C 4 5 C 5 C 5 C 6 5 C 7 C 5 4 C 7 C 6 C 5 5 C 5 5 C 7 7 C 5 C 5 5 C 6 6 C 4 4 C 5 22 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm C 4 5 C 7 7 C 4 5 C 8 C C 4 C 6 C 7 C 5 5 C 3 5 C 8 C 5 Kết xử lý số liệu theo statgraphic A( 8.106 tế B(10.106 tế C( 12.106 tế bào/ml) bào/ml) bào/ml) Độ bọt 3,6a 5,6b 4,93b 0,05 Vị 4a 5,4b 5,83b Ít ƣa thích 927 659 364 659 138 D C E B A 815 621 926 879 898 C E D B A 666 134 318 672 639 B A C E D 468 969 659 151 245 D B E C A 651 851 419 194 589 D C A E B 741 293 763 631 875 D E A B C 226 639 493 236 742 C A E D B 353 774 218 986 294 C B A D E 726 931 544 890 715 B C E D A 10 958 223 846 351 754 D A C B E 11 197 187 735 841 128 B C D E A 12 210 753 872 926 916 C A B E D 13 409 518 326 631 871 D C B E A 14 495 507 109 470 509 C D B E A 15 602 460 672 476 305 E D B A C 16 456 596 432 401 902 B C D E A 17 236 684 834 869 285 C E B A D 18 799 373 732 196 613 D E C B A 19 342 941 563 231 164 D C E A B 20 127 511 167 453 872 B C D E A 21 325 502 861 459 325 D A C E B 22 826 284 102 593 189 C A E B D 23 209 672 562 480 230 E D C B A 24 270 305 195 101 224 E C A D B 25 451 107 662 420 267 E B C D A 24 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm 26 806 413 532 911 293 D A E B C 27 161 597 402 512 426 C B E D A 28 800 955 792 909 476 D A C E B 29 834 469 628 551 856 D A B E A 30 176 690 520 406 753 D B A C E Xử lý theo kiểm định Friedman: Tính tổng hạng cho mẫu: Điểm Mẫu Ngƣời thử A B C D E 1 2 4 4 5 10 11 12 25 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phòng thí nghiệm 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tổng hạng 61 91 114 105 82 Xử lý số liệu: Ftest = ( Trong đó: ) ( ) ( + j số ngƣời thử (30) 26 ) Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phòng thí nghiệm + p số sản phẩm (5) + Ri tổng hạng Ftest = ( ) ( ) ( ) = 29,96 Tra bảng (phụ lục 2) sách Đánh giá cảm quan thực phẩm (Nguyễn Thị Thu Hà) với số ngƣời thử 30 ngƣời, số sản phẩm mức ý nghĩa α = 0,05 => Ftra bảng = 9,49 Do Ftest(29,96) > Ftra bảng (9,49) => Có khác biệt mức độ ƣa thích sản phẩm mức ý nghĩa α = 0,05 LSRD = z√ ( ) = 1,96 √ ( ) = 24,00 Hiệu số hạng cặp: | |=| | = 36 > LSRD | |=| | = 53 > LSRD | |=| | = 44 > LSRD | |=| | |=| | = 23 < LSRD | |=| | = 14 < LSRD | |=| | |=| | = < LSRD | |=| | = 32 > LSRD | |=| | = 23 < LSRD | = 21 < LSRD | = < LSRD Tổng hợp kết sau phân tích số liệu: Mẫu thử Tổng hạng Mức ý nghĩa(1) A (bia sài gòn) 61 a B (bia sƣ tử trắng) 91 b C (bia heineken) 114 c D (bia tiger) 105 d E(Mẫu nghiên cứu) 82 e 27 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm PHỤ LỤC : KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU SẢN PHẨM 4.1 Kết đo độ Plato Số lƣợng mẫu Lần Đo plato 30ml 1,7 30ml 2,1 30ml 2,2 Lần Đo Độ cồn 250ml 2,6 250ml 2,9 250ml 2,9 4.3 Kết đo PH Số lƣợng mẫu Lần Đo PH 30ml 4,3 30ml 3,9 30ml 4,4 4.2 Kết đo độ cồn Số lƣợng mẫu 4.4 kết xác định độ chua Số lƣợng mẫu Lần Đo Thể tích NaOH Plato trung bình 2,0 Độ cồn trung bình 2,8 PH trung bình 4,2 Thể tích NaOH trung bình (ml) 10ml 1,6 10ml 1,3 10ml 1,3 28 1,4 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phòng thí nghiệm Độ chua = thể tích NaOH trung bình = 1,2 4.5 Kết xác định hàm lƣợng CO2 Số ml bia đem chuẩn độ: X = 5ml Số ml HCl dùng thử không: V2 = 8,5 Số ml HCl dùng thử thật: V1 = 4,5 Hàm lƣợng CO2 = ( ) = 3,52(g/l) 4.6 Kết xác định mật độ nấm men: a Xác định mật độ tế bào nấm men Số tế bào nấm men ô lớn: Lần đếm Số tế bào dịch pha Số tế bào trung bình lỗng(tb*106/ml) dịch pha lỗng(tb*106/ml 0,21 0,26 0,25 0,24 Số ô lớn: b= 80 Độ pha lỗng mẫu: 102 Mật độ tế bào nấm men: X= = 1,2*106tb/ml b Xác định số tế bào nấm men chết Số tế bào nấm men chết: Số lƣợng mẫu Lần Đếm 29 Số lƣợng tế bào Số tế bào nấm nấm men chết men chết trung (tb*106/ml) bình(tb*106/ml) Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm 1ml 0.4 1ml 0.4 1ml 0.7 Tỷ lệ tế bào chết (%) =(0.5/1.2)*100= 41.67 \ 30 0.5 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm PHỤ LỤC 5: MỘT SỐ HÌNH ẢNH Dịch sau hịa trộn Dịch cháo sau đƣờng hóa Dịch trƣớc lên men Dịch đƣờng sau đƣờng hóa 31 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm 32 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm ... phẩm bia Bảng 3.10: Chỉ tiêu cảm quan vi Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp 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. .. xuất loại bia có nồng độ cồn thấp? ?? Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm Mang đặc trƣng mùi vị nhƣ giá trị dinh dƣỡng bia truyền thống cộng thêm vào nồng độ cồn thấp để đáp... dự kiến sản xuất bia nồng độ cồn thấp 27 Nghiên cứu chế biến bia nồng độ cồn thấp phịng thí nghiệm Thuyết minh quy trình: Malt vàng: Nguyên liệu sử dụng sản xuất bia nồng độ cồn thấp malt vàng,