Nghiên cứu quy trình xử lý nguyên liệu và quá trình lên men bia sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế

I ĐẶT VẤN ĐỀ Bia loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao có độ cồn thấp, mùi vị thơm, ngon bổ dưỡng Uống bia với lượng thích hợp khơng có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hố mà cịn giảm mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Khi đời sống kinh tế xã hội phát triển nhu cầu tiêu thụ bia người ngày tăng, chí trở thành loại nước giải khát thiếu hàng ngày người dân phương Tây So với loại nước giải khát khác, bia có chứa lượng cồn thấp (3-8%), nhờ có CO2 giữ bia nên tạo nhiều bọt rót, bọt đặc tính ưu việt bia Ngồi bia cịn chứa số chất bổ dưỡng Về mặt dinh dưỡng , lít bia có chất lượng trung bình tương đương với 25 g thịt bò 150 g bánh mỳ loại một, tương đương với nhiệt lượng 500 kcal Vì bia mệnh danh bánh mỳ nước Ngồi bia cịn có vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP axit amin cần thiết cho thể Theo Hopkins, 100 ml bia 10 % chất khô có: 2.5-5 mg vitamin B1, 35-36 mg vitamin B2 PP Đối với ngân sách quốc dân, ngành bia đóng góp tỷ trọng khơng nhỏ Năm năm trở lại đây, tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ thị hố, tốc độ đầu tư… mà nghành công nghiệp Bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn 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 lit/ năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng Ở Việt Nam có tới 60-70 % nguyên liệu cho sản xuất bia phải nhập khẩu, có malt Theo thống kê hiệp hội rượu bia nước giải khát Việt Nam, năm nghành Bia Việt Nam phải nhập 120.000-130.000 malt với giá 400 USD / Với tốc độ tăng trưởng nghành bia 10-12 % / năm nhu cầu malt vào năm 2010 235.000 tấn, tương đương phải bỏ 100 triệu USD/ năm vào năm 2010 cho việc nấu bia Một toán kinh tế kĩ thuật đặt cho nghành Bia Việt Nam: "làm giảm giá thành đầu tư mà đảm bảo chất lượng bia." Có nhiều giải pháp đề như: tự chế tạo nước thiết bị không sinh công( tank lên men, bình chịu áp lực…), nghiên cứu kĩ thuật trồng thử nghiệm đại mạch, hoa Houblon số vùng: Sơn La, Lai Châu…, sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu nước… vv Giải pháp tốt thời điểm sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có nước Điều nêu rõ mục tiêu qui hoạch nghành sản xuất Rượu - Bia - Nước giải khát tới năm 2010 ( Thủ tướng Chính phủ, 2003) sau : " Xây dựng nghành sản xuất Bia thành nghành kinh tế mạnh Sử dụng tối đa nguồn nguyên liệu nước để sản xuất sản phẩm chất lượng cao, đa dạng hoá chủng loại, nâng cao khả cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu nước có sản phẩm xuất Tới năm 2010 sản lượng bia đạt 1.500 triệu lít." Nguồn ngun liệu sẵn có nước sử dụng để sản xuất bia nguyên liệu tinh bột Người ta sử dụng nguyên liệu tinh bột với nhiều mục đích như: Tăng cường độ bền keo (những chất chứa N polyphenol phần lớn nguyên liệu tinh bột thường không nhiều làm tăng tính bền keo), sản xuất loại bia nhẹ hơn, sáng màu loại bia sản xuất hồn tồn malt…song mục tiêu mà ta hướng đến sử dụng nguyên liệu tinh bột để hạ giá thành bia mà nguyên liệu tinh bột gọi nguyên liệu thay chúng dùng thay cho phần malt Các loại nguyên liệu thay tương đối phong phú gồm: Ngô, gạo, bo bo, khoai tây, sắn…vv Tuy nhiên tỷ lệ nguyên liệu thay cho vào phụ thuộc vào phương thức sử dụng nguyên liệu có sẵn nước, tính kinh tế, yêu cầu chất lượng bia thành phẩm Với mục đích tìm tỷ lệ thích hợp nguyên liệu thay malt đại mạch để giảm chi phí sản xuất mà đảm bảo chất lượng bia theo tiêu chuẩn công ty đưa Trong giới hạn luận văn tiến hành thực đề tài : “Nghiên cứu q trình xử lí ngun liệu trình lên men bia sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế” PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất bia giới Việt Nam 1.1.1 Lịch sử hình thành trình phát triển bia Những sản phẩm lên men từ lúa mạch biết đến từ 8000 năm trước công nguyên (TCN) Người ta cho Osiris (vị thần nông nghiệp Ai Cập) người hướng dẫn người làm bia từ lúa mạch Tuy nhiên, theo Herodotus viết kỉ thứ năm trước cơng ngun lại cho cơng lao thuộc vợ ông Osiris Iris Nhiều tài liệu lịch sử cách 5000 năm (TCN), người Sumerien Assyrien sản xuất loại đồ uống lên men từ loại ngũ cốc Từ 4000 năm TCN theo thảo di tích viện bảo tàng Aicập học người Aicập có loại bia xếp hạng cao “ bia nhà quí tộc”, “bia Aicập” Vào khoảng 2000 năm TCN, thời vua Hammouri, người Babilon viết thành sách nguyên tắc nấu bia q trình nấu bia quản lí chặt chẽ Thời trung cổ, thầy tu người cơng nghiệp hố việc sản xuất bia Ở tu viện St Gall, Thụy Sĩ người ta giữ xưởng bia cổ Cũng thời người ta bắt đầu tạo hương cho bia cách thêm vào dịch hèm loại thảo mộc có vị đắng hương thơm Đến kỉ thứ tám người ta biết cách sử dụng hoa Houblon Những nghiên cứu khoa học sản xuất bia thực năm 1876, với việc xuất “ Nghiên cứu bia” Louis Pasteur Trước tiên, ông ngưỡng bệnh bia phát triển vi sinh vật đưa tảng qui trình sản xuất hợp lý Ơng phát minh phương pháp trùng mang tên on “Pasteur”, mà người ta áp dụng để tránh nhiễm khuẩn cho bia 1.1.2.Tình hình sản xuất tiêu thụ bia giới Hiện giới có 25 nước sản xuất bia với sản lượng 100 tỷ lít/năm đó: Mỹ, Đức nước sản xuất 10 tỷ lít/năm, Trung Quốc tỷ lít/năm Lượng bia tiêu thụ tăng hầu hết khắp vùng, ngoại trừ vùng Địa Trung Hải, đẩy lượng tiêu thụ toàn giới tăng lên Nhưng lượng tăng đáng kể Trung Quốc, Thái Lan, Philipin với tốc độ tăng đến 11.2% Châu Á khu vực lượng bia tăng nhanh, nhà nghiên cứu thị trường bia giới nhận định Châu Á dần giữ vị trí dẫn đầu tiêu thụ bia giới Trong sản xuất bia Châu Âu giảm Châu Á, trước nhiều nước có mức tiêu thụ bia đầu người thấp, đến tăng bình qn 6.5% /năm Thái Lan có mức tăng bình qn cao 26.5% /năm, tiếp đến Philipin 22.2% /năm, Malaysia 21.7% /năm, Indonesia 17.7% /năm Thị trường bia Nhật Bản chiếm 66% thị trường bia khu vực với 30.9 tỷ USD Năm 1939, sản lượng bia Nhật 30 triệu lít mức tiêu thụ đầu người tương đương Việt Nam nay, năm 1960 lượng bia vượt 100 triệu lít, đến năm 1991 mức tiêu thụ bình qn đầu người 55.6 lít/người/ năm Lượng bia tiêu thụ năm 2004 đạt 6500 triệu lít Cơng nghiệp bia Trung Quốc phát triển nguyên nhân chủ yếu thúc đẩy tăng trưởng nghành công nghiệp bia Châu Á Từ 1980 tới 1990 sản lượng bia tăng từ 69,8 triệu lít lên 1230 triệu lít, tức tăng 17 lần Thời kì từ 1981 đến 1987, mức tăng trưởng 20% Đến năm 2004, tổng lượng bia tiêu thụ Trung Quốc 28.640 triệu lit, xếp thứ hạng giới 1.1.3.Sản xuất tiêu thụ bia Việt Nam Nghành cơng nghiệp sản xuất bia Việt Nam có lịch sử 100 năm Xưởng sản xuất bia đặt tên xưởng sản xuất bia chợ Lớn, người Pháp tên Victor Laruer mở năm 1875, tiền thân nhà máy bia Sài Gòn, tổng cơng ty Bia-Rượu-Nước giải khát Sài Gịn Ở miền Bắc, vào năm 1889, người Pháp tên Hommel mở xưởng bia Đại Yên-Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, tổng công ty Bia-Rượu-Nước giải khát Hà Nội đưa vào Việt Nam từ năm 1890, người Pháp xây dựng nhà máy bia Hà Nội Trong trình hình thành phát triển nghành sản xuất bia đạt mức tăng trưởng cao vào năm thời kì mở cửa Cùng với trình hội nhập, nghành sản xuất bia phát triên qui mơ trình độ cơng nghệ, trở thành nghành cơng nghiệp mạnh Việt Nam tham gia hội nhập WTO Việc đầu tư xây dựng nhà máy bia triển khai mạnh mẽ từ năm 1990 trở lại Số nhà máy bia 469 nhà máy vào năm 1998 với qui mơ khác từ 100 nghìn lít/năm đến 100 triệu lít/năm Mức tiêu thụ bình qn đầu người tăng lên nhanh chóng: từ mức 10lít/người năm 1996 đạt mức 18lít/người năm 2006 Hiện nhu cầu thị trường, thời gian ngắn, nghành sản xuất bia có bước phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu tư mở rộng nhà máy bia có từ trước xây dựng nhà máy bia thuộc Trung ương địa phương quản lí, nhà máy liên doanh với hãng nước Năm năm trở lại đây, tác động nhiều yếu tố tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ tăng dân số, tốc độ đô thị hố, tốc độ đầu tư…mà nghành cơng nghiệp Bia phát triển với tốc độ tăng trưởng cao Chẳng hạn năm 2003, sản lượng bia đạt 1290 triệu lít, tăng 20.7 % so với năm 2002, đạt 79% so với cơng suất thiết kế, tiêu thụ bình qn đầu người đạt 16 lít /năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng Số lượng sở sản xuất giảm xuống so với năm cuối thập niên 1990, đến năm 2003 326 sở sản xuất so với 469 sở tính từ năm 1998 Điều yêu cầu chất lượng bia, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm ngày cao, đồng thời xuất nhiều doanh nghiệp bia lớn có thiết bị đại, cơng nghệ tiên tiến… nên có cạnh tranh gay gắt, nhiều sơ sản xuất qui mô nhỏ , chất lượng thấp không đủ khả cạnh tranh phá sản chuyển sang sản xuất sản phẩm khác Những thương hiệu bia Việt Nam dần chiếm ưu thế, đứng vững thị trường có khả tiếp tục phát triển mạnh trình hội nhập, là: Sài Gịn, Sài Gịn special, 333, Hà Nội, Halida, Heineken, Tiger…Lượng bia thuộc thương hiệu đạt 713.8 triệu lít chiếm 55,24 % thị phần tiêu thụ Các nhà máy bia có cơng suất 100 triệu lít có hệ thống thiết bị đại, tiên tiến nhập từ nước có cơng nghiệp bia phát triển như: Đức, Đan Mạch…Các nhà máy có cơng suất 20 triệu lít/ năm đầu tư chiều sâu, đổi thiết bị, tiếp thu trình độ cơng nghệ tiên tiến vào sản xuất 1.2 Công nghệ sản xuất bia 1.2.1 Công ty bia liên doanh Đông Nam Á Công ty bia liên doanh Đông Nam Á thành lập sở dự án hợp tác hãng bia Denmark Carlsberg, nhà máy bia Việt Hà ( Hà Nội) Quĩ công nghiệp hoá cho nước phát triển, thành lập tháng 10 năm 1993 theo giấy phép đầu tư số 528/GD ngày 08/02/1993 uỷ ban hợp tác đầu tư cấp Nhà máy công ty bia Đông Nam Á đặt 167 B- Minh Khai, quận Hai Bà Trưng khu cơng nghiệp phía nam thành phố Hà Nội Diện tích mặt nhà máy khoảng 14000m2, tổng số lao động 350 lao động Nhà máy trang bị thiết bị đại, máy móc sử dụng cơng nghệ khoa học tiên tiến để đảm bảo chất lượng sản phẩm Tất nguyên liệu sản phẩm nhà máy kiểm soát chặt chẽ hệ thống kiểm soát chất lượng ban hành hãng bia CarlsbergCopenhagen- Đan Mạch Các sản phẩm bia Carlsberg, bia Halida, tảng phương pháp lên men cổ truyền Việt Nam để tạo sản phẩm với đầy đủ hương vị Sản phẩm bia Halida gồm: lon 330 ml, chai 330 ml, chai 450 ml, keg 30 l/keg keg Draughter Marter 20l Sản phẩm bia Carlsberg gồm : lon 330 ml, chai 330 ml, keg 22,5 l/keg, keg Draughter Marter 20l Tất sản phẩm có chất lượng cao giá cạnh tranh Các sản phẩm nhà máy tiêu thụ rộng rãi nước xuất tới nhiều quốc gia giới: Pháp, Đức…và gần Mỹ, Nhật 1.2.2.Các nguyên liệu sử dụng sản xuất bia Các nguyên liệu cần dùng cho trình sản xuất bia : malt đại mạch, gạo, hoa Houblon, nước nấm men Chất lượng chúng định tới chất lượng bia thành phẩm 1.2.2.1.Malt đại mạch a) Đại mạch Đại mạch thuộc họ Hordeum Sativum, số thuộc họ H Muvirum, H Jubatum Đại mạch thường gieo trồng vào mùa Đông mùa Xuân Chúng trồng chủ yếu Nga, Mĩ, Canada, Pháp… Đại mạch gồm có đại mạch hai hàng đại mạch đa hàng, đại mạch đa hàng lại gồm đại mạch bốn hàng đại mạch sáu hàng Tuy nhiên, công nghệ sản xuất malt bia chủ yếu sử dụng loại đại mạch hai hàng b) Malt đại mạch Malt tên gọi chung loại hạt ngũ cốc nảy mầm (đại mạch, tiểu mạch, thóc nếp…) Malt đại mạch sản phẩm chế biến từ hạt đại mạch nảy mầm thu sau trải qua công đoạn sau: Làm phân loại - Ngâm nước - Nảy mầm - Sấy - Xử lí tàng trữ Chất lượng malt đảm bảo theo tiêu chuẩn tập đoàn Carlsberg Malt nước gửi mẫu đến phịng thí nghiệm Carlsberg chất lượng malt kiểm tra c) Vai trò malt sản xuất bia Hạt đại mạch nguồn cung cấp tinh bột cho trình đường hoá, tạo đường cho lên men rượu sau Đồng thời qúa trình nảy mầm lượng lớn enzyme hình thành tích tụ hạt đại mạch Các enzyme tác nhân phân giải hợp chất glucid, protein malt thành nguyên liệu mà nấm men sử dụng để lên men Malt dùng sản xuất bia với hai mục đích, vừa tác nhân đường hố vừa ngun liệu Trong sản xuất bia chủ yếu dùng malt đại mạch vì:  Đại mạch dễ điều khiển trình ươm mầm  Đại mạch cho tỉ lệ enzyme cân đối thích hợp cho sản xuất bia  Vỏ đại mạch dai nên nghiền nát tạo lớp trợ lọc xốp  Malt đại mạch có hương vị đặc trưng loại malt khác  Ở số nước đại mạch dễ trồng loại lúa mạch khác d) Thành phần hoá học malt đại mạch Malt đạt tiêu chuẩn phải hạt malt mọng nước, có rễ dài 1.5-2 cm, có độ dài mầm khoảng 2/3-3/4 chiều dài hạt thóc sản xuất bia sáng màu hay chiều dài hạt thóc sản xuất bia thẫm màu Sở dĩ người ta quan tâm tới chiều dài mầm đặc trưng cho dễ hoà tan nội nhũ Trong sản xuất bia người ta không dùng malt tươi mà dùng malt qua sấy khô (chứa 4-5% độ ẩm), thân malt tươi có mùi vị sống khơng thích hợp cho làm bia Hơn malt sấy khơ dễ bảo quản, trữ số lượng lớn để dùng dần Bảng1.1 Thành phần hoá học malt (tính theo % chất khơ) STT 10 Thành phần Tinh bột Khống Chất béo Đường khử Protein Xơ Saccaroza Pentoza hồ tan Hectoza pentoza khơng hồ tan Một số chất màu, thơm, đắng % chất khô 58 2.5 2.8 10 1.7 e) Hệ thống enzyme malt Các loại enzyme malt gồm: Hệ thống enzyme amylaza, hệ thống enzyme proteaze, hệ thống enzyme phosphataze Phần lớn chúng tập trung phôi mầm tập trung phần nội nhũ màng ngăn vỏ trấu nội nhũ  Hệ thống enzyme thuỷ phân tinh bột - Enzyme a – amylaza: chất tinh bột dextrin từ tạo sản phẩm maltose dextrin mạch ngắn Enzyme hoạt động tối ưu ở: topt = 72 – 76 0C, pHopt = 5.8 - Enzyme β – amylaze : Sự có mặt enzyme này, tinh bột bị phân cắt thành đường maltose Enzyme hoạt động tối ưu ở: topt = 62 – 65 0C, pHopt = 5.5 – 5.8 - Enzyme amilophosphotaze: Hỗ trợ trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối liên kết este acidphosphoric phân tử amilopectin nhờ mà tinh bột hồ hoá dễ dàng Enzyme amilophosphotaze hoạt động tối ưu ở: topt = 700C, pHopt =  Hệ thống enzyme proteaze - Enzyme proteinaza: công phân tử protein tạo sản phẩm trung gian: pepton, peptid, polypeptid Enzyme hoạt động tối ưu ở: topt = 50 – 55 0C, pHopt = 5.1 - Enzyme peptidaze: phân cắt peptid tạo thành acid amin hạt malt Enzyme hoạt động tối ưu ở: topt = 40 – 45 0C, pHopt = 7.3 – 7.9 - Enzyme amidaze: công muối amit tạo thành NH3 acid amin góp phần thay đổi tính chất hàm lượng protein malt đại mạch Enzyme amidaze hoạt động tối ưu ở: topt = 45 – 50 0C, pHopt = 7.3 – 8.0  Hệ thống enzyme photphataza: gồm saccharophosphataza, phytaze, glyxerophosphataza, amilophosphataze…tham gia thúc đẩy xúc tác cho q trình este hố q trình ươm mầm - Phytaze: phá mối liên kết este phytin giải phóng rượu inozit acid phosphoric tự do,với : topt = 40 – 50 0C, pHopt = 5.0 – 5.5 - Các enzyme khác nhóm phá mối liên kết ester tương ứng hợp chất hữu có chứa phosphate giải phóng acid phosphoric tự f) Các tiêu chuẩn malt dùng sản xuất bia  Cảm quan - Mùi : sạch, tinh khiết, thơm mùi rơm - Độ ẩm: rời, trơn, khơng dính lịng bàn tay - Màu : vàng sáng nhạt, bóng, - Độ đồng  Hố lí - Xác định cỡ hạt - Khối lượng trung bình 1000 hạt 25- 38gam - Khối lượng riêng: 0.68- 0.75kg/l - Độ ẩm: 3- 4.5%  Sinh lí - Khả nảy mầm - Năng lực nảy mầm - Độ nhạy cảm với nước - Khả ngâm nước  Bao bì - Lớp làm PE - Lớp làm gai PP, khâu kín - Bao bì ngun vẹn, khơ ráo,  Bảo quản kiểm tra - Bảo quản nơi sẽ, thống mát - Hàng nhập theo lơ, có mã số rõ ràng, hàng nhập trước dùng trước - Định kì kiểm tra 1lần/ tháng - Thời gian lưu kho ≤ 180 ngày kể từ ngày nhập nguyên liệu 1.2.2.2 Gạo Gạo loại nguyên liệu thay dạng hạt, nằm nhóm nguyên liệu giàu tinh bột Đây loại nguyên liệu thay malt dùng nhiều đặc điểm sau:  Tận dụng nguồn enzyme sẵn có malt đại mạch để thuỷ phân tinh bột gạo  Làm bia có màu vàng sáng  Giảm giá thành sản phẩm  Vẫn giữ hương vị chất lượng ổn định a) Thành phần hoá học gạo Thành phần hoá học gạo thể bảng 1.2 10 - Thao tác VDK + Lấy mẫu dịch lên men: 200 ml + Dùng giấy lọc bột trợ lọc để lọc dịch + Chưng cất lượng dịch lọc thu để thu lấy cồn + Bình 1: hút 10 ml cồn chưng cất + Bình 2(đối chứng): hút 10 ml nước cất + Bổ sung vào bình 0.5 ml o-phenil + Dùng giấy bạc đậy kín miệng bình, để bóng tối 15–25 phút + Hết thời gian cho vào bình 3ml HCl 4N, lắc + Đưa hai bình vào đo máy quang phổ bước sóng 335 ηm 2.3.6 Xác định lượng nấm men cho trình lên men  Số lượng men: Nmen ( triệu tế bào/ml)  Lượng dịch hèm thùng lên men : Vhèm (hl)  Mật độ : D (triệu tế bào/ml)  Lượng men rót: Vmen (hl)  Tỉ lệ sống : S(%) CT: Nmen = S Vhèm D / ( Vhèm + Vmen) ( phòng kĩ thuật- nhà máy bia Đông Nam Á) 2.4 Phƣơng pháp xử lí số liệu  Áp dụng hàm thống kê excel, vẽ biểu đồ so sánh,  Phần mềm auto CAD 36 PHẦN : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định tỉ lệ nguyên liệu thay sử dụng sản xuất bia Trong năm gần tình hình kinh tế giới liên tục biến động, giá leo thang : nguyên liệu dùng sản xuất bia tăng Mới Bộ Tài Chính xin ý kiến nghành việc tăng thuế tiêu thụ bia khoảng 30% (hppt:// www xahoithongtin.com.vn) Trước tình nhà sản xuất tăng giá bia khơng mang lại hiệu điều có ảnh hưởng đến số lượng bia tiêu thụ Do cần phải tìm giải pháp hữu hiệu vừa bình ổn đảm bảo chất lượng, hương vị bia Trong cơng nghệ sản xuất bia nước ta thường hay sử dụng nguyên liệu thay gạo So với nguyên liệu thay khác gạo sử dụng nhiều gạo có hàm lượng tinh bột cao, khoảng 75%, có hàm lượng protein vừa phải, khoảng 8%, thêm gạo loại lương thực phổ biến, giá thành vừa phải Đặc biệt, nước ta nguồn cung cấp gạo dồi Hàng năm sản lượng nước đạt 33 – 34 triệu thóc, sử dụng triệu (4 -5 triệu gạo sau xay xát) cho xuất khẩu, lại để tiêu dùng nước bổ sung vào nguồn dự trữ quốc gia (hppt:// www.khuyennongvn.gov.vn) Khi nghiên cứu vấn đề nhận thấy: Malt, hoa Houblon nguyên liệu thiết yếu có ảnh hưởng định tới chất lượng bia thành phẩm khơng thể thay hồn tồn hay lựa chọn loại có giá thấp mà chất lượng khơng đảm bảo , cịn việc sử dụng gạo để thay phần malt phải sử dụng với tỉ lệ mà đảm bảo chất lượng, hương vị cho bia thành phẩm giá thành lại giảm xuống thấp so với trước 3.1.1 Gạo có tỉ lệ cao  Gạo có nhiều loại song dùng sản xuất bia gạo tẻ Giá gạo tẻ thay đổi tuỳ theo tỉ lệ gạo Nhìn chung tỉ lệ cao giá thành rẻ Điều thể rõ bảng 3.1 37 Bảng 3.1 Gía gạo xuất cảng Việt Nam ngày 07/04/2009 (hppt: www.tienphong.com.vn) Lƣợng Trị giá (tấn) (USD) Gạo % 460 Gạo 10% 450 Gạo 15% 430 Gạo 20% 420 Gạo 25% 400 Gạo 30% 370 Gạo 100% 280 Loại gạo  Về tính chất lí hố gạo gần gạo nguyên hạt - Thành phần dinh dưỡng tương tự gạo - Làm bia có màu sáng so với nấu hồn tồn malt - Vẫn giữ hương vị chất lượng ổn định cho bia thành phẩm sử dụng với tỉ lệ thay vừa phải  Hơn nữa, kích thước hạt nhỏ nên tiết kiệm công xuất làm việc máy nghiền Nhận xét: Như sử dụng gạo có tỉ lệ cao, chí 100% thay cho loại gạo nguyên hạt làm giảm chi phí đầu tư cho sản xuất đảm bảo hương vị, chất lượng bia theo tiêu chuẩn kĩ thuật nhà máy đưa ban hành 3.1.2 Xác định tỉ lệ gạo thay malt đại mạch 3.1.2.1 Nguyên tắc :  Việc sử dụng nguyên liệu thay cịn nhằm mục đích tận dụng nguồn enzyme sẵn có malt để thuỷ phân tinh bột ngũ cốc Do dùng nguyên liệu thay với tỉ lệ q cao enzyme sẵn có malt 38 không đủ nhiều để thuỷ phân hết tinh bột nguyên liệu thay mà cần phải bổ sung thêm enzyme tổng hợp  Nghiên cứu để tìm tỉ lệ thích hợp malt : gạo nhằm mục đích giảm chi phí đầu tư tỉ lệ gạo thay phải cao tỉ lệ mà trước nhà máy sử dụng để sản xuất bia  Đặc biệt tỉ lệ gạo : malt đại mạch xác định phải đảm bảo giữ chất lượng hương vị bia ổn định 3.1.2.2 Các để đánh giá Tỉ lệ malt : gạo thích hợp dùng để sản xuất bia lựa chọn dựa tiêu chất, lượng dịch nấu nguyên liệu, chất lương hương vị bia thành phẩm, hiệu trình lên men, tính hiệu mặt kinh tế so với tỉ lệ trước nhà máy sử dụng để sản xuất bia Các tỉ lệ malt : gạo công thức nấu thử nghiệm thể hình 3.1 % % khối lượng malt 85 85 75 75 69 69 45 45 30 30 % khối lượng gạo Mẻ thử nghiệm Hình 3.1 Tỉ lệ % khối lượng malt: gạo mẻ nấu thử nghiệm a) Chỉ tiêu chất lượng dịch nấu nguyên liệu Dịch nấu nguyên liệu thu gọi hèm bia, đánh giá qua thơng số kiểm tra phòng QC Kết kiểm tra thể bảng 3.3 39 Bảng 3.3 Kết kiểm tra hố lí dịch hèm TN Ngày TN1 Mẻ FV 30.1 30.2 30.3 30.4 6 6 TB TN2 45.1 45.2 45.3 45.4 11 11 11 11 TB TN3 69.1 69.2 69.3 69.4 10 10 10 10 TB TN4 75.1 75.2 75.3 75.4 5 5 85.1 85.2 85.3 85.4 19 19 19 19 TB TN5 TB LF 67 73 70 70 72 72 72 72 72 72 71 71 OE 14.10 14.90 14.54 14.41 14.10 14.30 14.34 14.80 14.60 14.60 14.37 14.59 14.40 14.50 14.60 14.40 14.48 14.50 14.30 14.40 14.20 14.35 14.10 14.30 14.40 14.50 14.33 Col 10 13 10.8 10.9 11.1 10.2 10.75 10.5 10.2 12.8 12.8 11.58 11.8 12 12.5 11.6 11.98 12.1 11.5 11.4 13.4 12.1 12.1 11.3 11.5 11.2 11.53 pH 5.1 5.5 5.44 5.46 5.46 5.46 5.455 5.5 5.48 5.5 5.44 5.48 5.47 5.45 5.41 5.4 5.433 5.33 5.34 5.37 5.38 5.355 5.33 5.34 5.37 5.38 5.355 Ca 40 80 80 72 72 84 84 82 82 100 100 100 100 100 BU 22 30 31 29.8 29 25 28.7 27 30 32 31 30 34 31 28 29 30 26 27 26 27 26.5 21 20 24 23 22 Nhận xét: Dựa vào thông số bảng 3.3 thấy công thức TN3 thoả mãn tiêu chất lượng chất lượng hèm bia Halida 14.50P 40 b) Chỉ tiêu hương vị bia thành phẩm sau địng gói Chỉ tiêu cho biết chất lượng, hương vị bia nấu theo công thức thử nghiệm khác có thoả mãn tiêu chất lượng hay khơng Nó thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Kết hố lí bia thành phẩm BBT RDF Alc OE col pH 65.0 4.15 9.85 6.0 3.80 71.0 68.0 69.0 69 70 69 4.85 4.48 4.59 4.57 4.51 4.67 10.85 10.25 10.42 10.39 10.01 10.52 9.0 6.4 5.7 7.2 5.0 5.8 4.50 3.9 3.8 3.93 4.03 4.04 70 70.3 66.4 71 4.52 4.62 4.34 4.66 10.37 10.32 10.21 10.32 6.2 5.7 7.0 5.6 4.17 4.14 4.14 3.93 Ngày 20.4 24.4 9.5 9.5 10.5 10.5 13.5 13.5 15.5 15.5 TN1 ĐC1 TN2 ĐC2 TN3 ĐC3 TN4 ĐC4 TN5 ĐC5 Đục 20oC 0.7 0.52 0.46 0.46 0.50 0.46 0.45 0.54 0.38 0.6 0.4 Vẩn BU 5* 14.0 3* 3* 3* 4* 4* 4* 4* 4* 4* 4* 4* 22.0 16.0 18.0 15.0 19 17 15 15 17 Nhận xét: Qua thông số bảng 3.4 nhận thấy bia nấu cơng thức TN3 có hương vị bia thành phẩm thoả mãn theo tiêu dành cho bia Halida 140P (do nhà máy đưa ra) c) Chỉ tiêu cảm quan hương vị bia thành phẩm Sau bia đóng lon, định kì sau tuần, tuần, tuần tiến hành đánh giá cảm quan hương vị bia thành phẩm Kết đánh giá thể bảng 3.5 41 Bảng 3.5 Kết cảm quan hƣơng vị bia thành phẩm TN Head Retension Sau đóng Sulphury, inharmonious Sau tuần TN1 102 0.28 0.1 0.4 ĐC1 TN2 103 111 0 ko ý kiến Không ý kiến ĐC2 102 Không ý kiến TN3 100 Không ý kiến ĐC3 98 Không ý kiến TN4 96 Không ý kiến ĐC4 98 Không ý kiến TN5 98 Không ý kiến ĐC5 98 Không ý kiến Sau tuần Không ý kiến Oxidized Fatty acid, oxidized 0.14 Stale, oxidized 0.37 Không ý kiến Không ý kiến Sulphury, stale, Không ý kiến 0.37 oxidized 0.3 Mùi stale 0.21 sulphidic, oxiđized ) fruity, sulphury, stale, Mùi oxidized 0.15 caramel 0.3 Fatty acid, Solvent- like 0.12 Oxidized Solvent-likke ,Cooked Vegetable Oxidized, sulphury sulphidic Estery, sulphury, cooked vegetable 0.17 42 Estery :Estery,sulphidic) Sau tuần Không ý kiến Sulphury, stale, oxidized Các ngưỡng đánh giá:  : ổn  ÷ -1 : chấp nhận  -1 ÷ -2: cần xem xét, theo dõi thêm  -2 ÷ -3: loại bỏ Nhận xét: qua kết cảm quan bảng 3.5 ngưỡng đánh giá thấy bia nấu công thức TN3 có hương vị cảm quan tốt d) Tính hiệu kinh tế công thức nấu thử nghiệm so với công thức nhà máy dùng để sản xuất bia Tính hiệu kinh tế thể thơng qua chi phí giá thành nấu ngun liệu công thức nấu thử nghiệm phải thấp so với công thức nấu nguyên liệu mà nhà máy sử dụng để sản xuất bia Điều thể bảng 3.4 Bảng 3.6 Chi phí giá thành cho cơng thức nấu thử nghiệm Chi phí nấu (VNĐ/hl) Chênh lệch VNĐ Chênh lệch % TN1 269746 34914 14.86765006 TN2 234832 0 TN3 232155 -2677 -1.139963889 TN4 237509 2677 1.139963889 TN5 240289 5457 2.323788921 TN Từ kết bảng nhận thấy chi phí cho cơng thức nấu thử nghiệm TN3 tiết kiệm 2.677 VNĐ/hl so với công thức nấu (TN2) nhà máy sử dụng Sự chênh lệch chi phí nấu công thức nấu thử nghiệm công thức nhà máy sử dụng thể rõ thông qua hình 3.2 43 280 270 Chi phí 260 250 Chi phí nấu/hl 240 230 220 210 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 TN Hình 3.2 Chi phí mẻ nấu thử nghiệm Kết luận chung: Công thức TN3 ( malt: gạo = 63.2% : 36.8%) có chi phí giá thành thấp công thức TN2 nhà máy sử dụng để sản xuất bia mà giữ hương vị đặc trưng bia Halida 3.2 Các điều kiện tối ưu cho trình nấu nguyên liệu Qua kết tính tốn hiệu suất nấu thu mẻ nấu bảng 3.7 quan sát hình 3.3 102.0 100.0 94.0 92.0 90.0 Hiệu suất nấu nguyên liệu 88.0 86.0 85 85 75 75 69 69 45 45 30 84.0 82.0 30 Hiệu suất 98.0 96.0 Mẻ nấu thử nghiệm Hình 3.3 Hiệu suất nấu nguyên liệu mẻ nấu thử nghiệm 44 Bảng 3.7 Hiệu suất nhà nấu công thức thử nghiệm TN TN1 TB TN2 TB TN3 TB TN4 TB TN5 TB Ngày Mẻ FV 30.1 30.2 30.3 30.4 6 6 45.1 45.2 45.3 45.4 11 11 11 11 69.1 69.2 69.3 69.4 10 10 10 10 75.1 75.2 75.3 75.4 5 5 85.1 85.2 85.3 85.4 19 19 19 19 KL Kg 1900 1900 1900 1900 1900 1250 1250 1250 1250 1250 1200 1200 1200 1200 1200 1300 1300 1300 1300 1300 1350 1350 1350 1350 1350 Malt Chất chiết % 80.5 80.5 80.5 80.5 80.5 80.4 80.4 80.4 80.4 80.4 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 80.6 Độ ẩm % 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 4.45 KL Kg 0 0 650 650 650 650 650 700 700 700 700 700 600 600 600 600 600 550 550 550 550 550 45 Gạo Chất chiết % 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 96 Độ ẩm % 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 12.50 Độ đường %P 14.54 14.41 14.10 14.30 14.34 14.80 14.60 14.60 14.37 14.59 14.40 14.50 14.60 14.40 14.48 14.50 14.30 14.40 14.20 14.35 14.10 14.30 14.40 14.50 14.33 Hèm lạnh (hl) 92.3 92.1 95.0 95.2 93.7 92.0 91.3 91.6 92.5 91.9 93.1 95.8 87.5 91.3 91.9 92.0 93.5 91.2 95.0 92.9 90.0 96.0 90.3 98.7 93.8 A B H 1459.1 1459.1 1459.1 1459.1 1459.1 1508.8 1508.8 1508.8 1508.8 1508.8 1512.2 1512.2 1512.2 1512.2 1512.2 1505.2 1505.2 1505.2 1505.2 1505.2 1501.7 1501.7 1501.7 1501.7 1501.7 1421.4 1404.9 1416.2 1440.5 1420.8 1443.7 1412.2 1416.8 1406.9 1419.9 1419.1 1471.0 1353.4 1391.7 1408.8 1412.7 1414.8 1390.2 1426.8 1411.1 1341.7 1452.6 1376.5 1515.6 1421.6 97.4 96.3 97.1 98.7 97.4 95.7 93.6 93.9 93.2 94.1 93.8 97.3 89.5 92.0 93.2 93.9 94.0 92.4 94.8 93.8 89.3 96.7 91.7 100.9 94.7 Nhận thấy: Hiệu suất nấu nguyên liệu mẻ công thức TN3 gồm: 69.1, 69.2, 69.3, 69.4 so với hiệu suất mẻ nấu công thức TN1, TN2, TN4, TN5 chưa cao Điều nhiều nguyên nhân song nguyên nhân chủ yếu là: Khi tăng khối lượng gạo thay malt với mục đích giảm giá thành sản xuất mà lượng enzyme Termamyl bổ sung vào nồi nấu gạo giữ nguyên dẫn tới hiệu suất chiết nguyên liệu giảm Như bên cạnh yếu tố tối ưu nhiệt độ nấu , nồng độ chất , thời gian ngâm ủ, pH môi trường ( theo mục 1.2.5) để tăng hiệu suất nấu công thức TN3 cần bổ sung lượng enzyme Termamyl tối ưu Xác định lượng enzyme Termamyl bổ sung tối ưu a) Enzyme Termamyl nhà máy sử dụng nhập công ty Specialty Enzyme and Biochemicals Co (đ/c: 13591 Yorba Avee Chino, CA USA 91719) nhà sản xuất khuyến cáo lượng enzyme thích hợp sử dụng nằm khoảng 0.3 ÷ 0.5 Kg / tinh bột b) Mặt khác không nên sử lượng enzyme bổ sung q cao lượng enzyme nhiều thuỷ phân đến hợp chất không mong muốn Kết vừa tăng thời gian mẻ nấu lại vừa làm cho dịch nấu tăng hàm lượng chất khơng có lợi cho q trình lọc lên men c) Khi nấu nguyên liệu mẻ cơng thức: TN2, TN3, TN4, TN5 thử nghiệm có tỉ lệ gạo khác mà sử dụng lượng enzyme 0.0027 ( tỉ lệ tối ưu cho công thức TN2 - nhà máy sử dụng) Nhưng thực tế lượng enzyme cho phép sử dụng cho cơng thức TN3 nằm khoảng 0.0022 ÷ 0.0037 ta tăng lượng enzyme cao lượng sử dụng d) Chênh lệch giá thành tăng lượng enzyme thể bảng 3.8 46 Bảng 3.8 Chênh lệch giá thành bổ sung enzyme Khối lượng enzyme Ban Bổ đầu Mới sung Kg Kg Kg 0.0027 0.0028 0.0001 0.0027 0.0029 0.0002 0.0027 0.003 0.0003 0.0027 0.0031 0.0004 0.0027 0.0032 0.0005 0.0027 0.0033 0.0006 0.0027 0.0034 0.0007 0.0027 0.0035 0.0008 0.0027 0.0036 0.0009 0.0027 0.0037 0.0010 Chi Phí ban đầu VNĐ 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 2562.3 tăng thêm LN đầu LN VNĐ VNĐ VNĐ VNĐ 2657.2 94.9 2677 2582.1 2752.1 189.8 2677 2487.2 2847.0 284.7 2677 2392.3 2941.9 379.6 2677 2297.4 3036.8 474.5 2677 2202.5 3131.7 569.4 2677 2107.6 3226.6 664.3 2677 2012.7 3321.5 759.2 2677 1917.8 3416.4 854.1 2677 1822.9 3511.3 949.0 2677 1728.0 Nhận xét: Với lượng enzyme tăng lên làm giảm lợi nhuận sử dụng công thức TN3 không đáng kể so với sử dụng lượng enzyme ban đầu Vì để tăng hiệu suất nấu nguyên liệu công thức TN3 ta sử dụng lượng enzyme Termamyl khoảng 0.0028 ÷ 0.0037 Kg/ hl 3.3 Các điều kiện tối ưu cho trình lên men Lên men trình quan trọng Cũng trình nấu nguyên liệu, lên men góp phần định chất lượng bia thành phẩm Bởi việc kiểm soát yếu tố liên quan để tạo điều kiện tối ưu cho q trình lên men ln trọng nhà máy bia nói chung cơng ty bia liên doanh Đơng Nam Á nói riêng Ở công ty sử dụng hệ thống thiết bị lên men chìm đại, nấm men có chất lượng tốt, chất lượng hèm trước đưa vào lên men kiểm tra hố lí chặt chẽ hầu hết yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men kiểm sốt tốt 47 Mặt khác, sở tiến hành nấu TN đánh giá ảnh hưởng dịch hèm thu nấu nguyên liệu công thức TN3 đến yếu tố trình lên men  Với công thức nấu nguyên liệu TN3, tỉ lệ gạo cao dịch hèm thu đưa vào lên men không ảnh hưởng đến sinh trưởng men (bảng 3.9) Kết thúc trình lên men số lượng tế bào tăng khả sống nấm men tăng (hình 3.5)  Mặt khác lượng nấm men giót vào khơng phụ thuộc vào thành phần chất dịch hèm ( theo mục 2.3.6 – trang 37) KL: Vậy lượng nấm men cấy lúc đầu không ảnh hưởng tới trình lên men dịch hèm nấu công thức TN3 ngược lại dịch hèm công thức nấu TN3 không ảnh hửơng tới sinh trửơng nấm men Bảng 3.9 Sinh trưởng nấm men q trình lên men cơng thức nấu TN TN Loại Đời men men Men giót Vhèm Men thu hoạch SL Kn Thể Tốc độ tế bào sống tích Sinh Triệu % hl trưởng hl % TN1 Halida A4 2.432 90.3 5.5 15.1 11.7 92.0 2.532 12 TN2 Halida A5 1.600 91.0 7.5 14.9 12.1 90.2 1.853 11 TN3 Halida B4 1.924 90.2 5.8 14.5 11.7 90.8 2.012 11 TB4 Halida B4 2.448 90.3 4.7 15.4 10.5 90.0 2.302 10 TB5 Halida B4 2.416 91.5 4.8 15.2 12.3 91.0 2.402 48 Kn SL sống tế bào Ngày đạt Triệu VDK Số lượng men (triệu tế bào) 3.000 2.500 2.000 lượng men ban đầu 1.500 lương men thu hoạch 1.000 0.500 0.000 TN1 TN2 TN3 TB4 TB5 Công thức TN Khả sống men(%) Hình 3.4 Số lượng tế bào nấm men trước sau thu hoạch 92.5 92.0 91.5 91.0 Khả sống men ban đầu 90.5 Khả sống men thu hoạch 90.0 89.5 89.0 TN1 TN2 TN3 TB4 TB5 Cơng thức TN Hình 3.5 Khả sống men ban đầu men thu hoạch Nhận xét: Quan sát hình 3.5 thấy tỉ lệ sống nấm men lên men công thức TN3 sau thu hoạch có tỷ lệ sống cao tỷ lệ sống lúc đầu hẳn so với kết công thức TN2, TN4, TN5 49 KẾT LUẬN Q trình thực tập tơi thu kết sau: Lựa chọn tỉ lệ nguyên liệu thích hợp Malt: Gạo = 63.16 % : 36.84% công thức nấu thử nghiệm TN3 tiết kiệm so với công thức nhà máy dùng sản xuất (TN2) 2677VNĐ/hl Điều kiện tối ưu cho trình nấu nguyên liệu bổ sung lượng enzyme Termamyl = 0.0028 ÷0.0037 kg/hl làm tăng hiệu suất nấu nguyên liệu công thức TN3 mà làm giảm phần lợi nhuận nhỏ (94.9÷949 VNĐ/hl) số lợi nhuận đạt nhờ sử dụng công thức Dịch hèm thu trình nấu ngun liệu cơng thức TN3 đưa vào lên men không làm ảnh hưởng đến yếu tố q trình lên men điều kiện tối ưu cho TN3 TN2 mà nhà máy sử dụng áp dụng mẻ nấu TN 50 ... chất lượng bia theo tiêu chuẩn công ty đưa Trong giới hạn luận văn tiến hành thực đề tài : ? ?Nghiên cứu q trình xử lí ngun liệu q trình lên men bia sử dụng gạo làm nguyên liệu thay thế? ?? PHẦN 1:... ngun liệu? ??‟ hiểu „„q trình nấu nguyên liệu? ??‟ Quá trình nấu nguyên liệu q trình phức tạp có ảnh hưởng lớn đến hiệu q trình lên men nói riêng chất lượng bia thành phẩm nói chung  Quá trình lên men. .. CO2 sinh q trình lên men 21 thu hồi Với cơng nghệ lên men chìm, kết thúc lên men chính, nấm men kết lắng xuống đáy tank lên men lấy gọi men sữa Nấm men thu hồi để tái sử dụng cho mẻ lên men sau