Một số yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng bia thành phẩm

Khóa luận tốt nghiệp Lời cảm ơn Luận văn đ-ợc thực phòng thí nghiệm Hóa thực phẩm Khoa Hóa học Tr-ờng Đại học Vinh Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến Thạc sỹ Đào Thị Thanh Xuân Khoa Hóa Tr-ờng Đại Học Vinh đà giao đề tài tận tình h-ớng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôI suốt trình thực luận văn Nhân dịp xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô cán môn Hóa Thực Phẩm, Khoa Hóa, bạn sinh viên, gia đình ng-ời thân đà động viên giúp đỡ hoàn thành khóa luận Vinh, tháng năm 2010 Trần Thị Hằng SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học -1- Khãa ln tèt nghiƯp Mơc lơc Néi dung Trang Më ®Çu Lý chọn đề tài NhiƯm vơ nghiªn cøu Đối t-ợng nghiên cứu PhÇn 1: tỉng quan Tổng quan nguyên liệu 1.1 Matl Đại mạch 1.2 Hoa Houblon 1.3 N-íc 1.4 NÊm men bia 1.5 Các nguyên liệu phụ khác Quy trình sản xuất 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia 10 2.2 ThuyÕt minh quy tr×nh 11 Mét sè chØ tiªu cđa bia thành phẩm 3.1 Chỉ tiêu cảm quan 17 3.2 ChØ tiªu vỊ hãa häc 17 3.3 ChØ tiªu vỊ vi sinh 18 Một số ph-ơng pháp kiểm tra tiêu 4.1 Nồng độ r-ợu chất hòa tan ban đầu 18 4.2 Nồng độ r-ợu bia không cồn độ cån thÊp 20 4.3 Nit¬ tỉng sè 23 4.4 §é nhít 25 4.5 §é mµu 25 SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hãa häc -2- Khãa ln tèt nghiƯp 4.6 §é ®¾ng 26 4.7 Polyphenol tæng sè 28 4.8 Flavanoit 29 4.9 Diaxetyl 31 4.10 §é chua 32 4.11 Hàm l-ợng CO2 34 4.12 Dự doán độ bền keo 36 PhÇn 2: ph-ơng pháp nghiên cứu 2.1 Xác định hàm l-ợng etanol 38 2.2 Ph-ơng pháp xác định độ axít 41 2.3 Xác định đ-ờng khử theo ph-ơng pháp V.Y Rodzevich 43 2.4 Ph-ơng pháp xác định diaxetyl 44 PhÇn kết thảo luận 3.1 Xác định độ chua cđa bia thµnh phÈm 47 3.2 Xác định hàm l-ợng đ-ờng sót bia thµnh phÈm 49 3.3 Xác định hàm l-ợng etanol bia thành phẩm 50 3.4 Xác định hàm l-ợng diaxetyl bia thµnh phÈm 52 KÕt luËn 57 Tµi liƯu tham kh¶o 58 SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học -3- Khóa luận tốt nghiệp Mở Đầu Lý chọn đề tài Bia loại n-ớc giải khát có truyền thống lâu đời đ-ợc ng-êi trªn thÕ giíi rÊt -a chng ng bia víi l-ợng thích hợp có lợi cho sức khỏe, ăn ngon, dễ tiêu hóa mà giảm đ-ợc mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc Bia đ-ợc chế biến từ nguồn nguyên liệu malt đại mạch, hoa houblon, nấm men số nguyên liệu thay khác Bia có vị đắng dễ chịu, có hàm l-ợng cồn thấp chất hòa tan bia đ-ợc ng-ời hấp thụ tốt bia có giá trị dinh d-ỡng khả sinh l-ợng cao, bia có số vitamin B1, B2, nhiều vitamin PP axit amin cần thiết cho thể Bia đ-ợc đ-a vào việt nam từ năm 1890, khoảng 10 năm lại ngành công nghiệp thực phẩm nói chung ngành công nghiệp sản xuất bia nói riêng n-ớc ta có diện mạo Chỉ thời gian ngắn ngành sản xuất bia có b-ớc phát triển mạnh mẽ thông qua việc đầu t- mở rộng nhà máy bia đà có từ tr-ớc xây dựng số nhà máy bia Chất l-ợng bia phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, công nghệ sản xuất Để đánh giá chất l-ợng bia ng-ời ta dựa nhiều tiêu chí Phân tích chất l-ợng bia không giúp cho nhà công nghệ điều chỉnh yếu tố công nghệ để sản xuất loại bia mong muốn Các tiêu bia thành phẩm giúp đánh giá chất l-ợng loại bia, nh- giúp đánh giá mức độ an toàn sản phẩm Chính đà chọn đề tài: Một số yếu tố ảnh h-ởng tới chất lượng bia thành phẩm SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa häc -4- Khãa ln tèt nghiƯp NhiƯm vơ nghiªn cứu Trong luận văn tiến hành phân tích số tiêu đánh giá chất l-ợng bia thành phẩm nh-: xác định diaxetyl, xác định độ axit, xác định hàm l-ợng etanol, xác định đ-ờng khử Đối t-ợng nghiên cứu Nhgiên cứu đ-ợc thực mẫu bia lon, bia chai, bia sản xuất Việt Nam SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa häc -5- Khãa ln tèt nghiƯp PhÇn tỉng quan Tổng quan nguyên liệu sản xuất Bốn loại nguyên liệu cần dùng cho trình sản xuất bia là: Malt đại mạch, hoa houblon, n-ớc nấm men Chất l-ợng chúng định đến chất l-ợng bia thành phẩm [1,4,8] 1.1 Malt đại mạch Malt đại mạch chứa hàm l-ợng tinh bột lớn vỏ dính vào hạt sau đạp lúa chế biến thành hạt đại mạch Tinh bột đ-ợc chuyển hóa thành chất hòa tan lên men đ-ợc Nguyên liệu để sản xuất bia Malt đại mạch (hạt đại mạch nảy mầm sấy khô) Malt nguyên liệu thay hoàn toàn đ-ợc, tạo màu sắc mùi vị đặc tr-ng cho bia Một số tiêu: SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học -6- Khóa luận tốt nghiệp Hạt malt to tròn đều, có màu vàng sáng, óng m-ợt, có mùi đặc tr-ng mùi lạ Tạp chất < 0,5% Khối l-ợng hạt 28-38g/1000 hạt Độ ẩm thích hợp < 0,5%,thời gian đ-ờng hóa < 15 phút, PH khoảng 5,5 - 6,5 Nguyên liệu thay malt: gạo, ngô [1,8] 1.2 Hoa Houblon Hoa Houblon mang lại vị h-ơng thơm vị đắng đặc tr-ng cho bia, nguyên liệu thay đ-ợc sản xuất bia Chất l-ợng bia phụ thuộc lớn vào chất l-ợng hoa houblon Nó có khả sát trùng nên kéo dài thời gian bảo quản bia, góp phần giữ bọt cho bia, tăng độ bền hệ keo ổn định thành phần bia Một số thành phần hoa houblon: a Chất đắng: Có vai trò quan trọng sản xuất bia, chúng làm cho bia có vị đắng dịu, tạo giá trị cảm quan đặc tr-ng đặc biệt cho bia Các chất đắng nhựa hoa houblon tạo ra, bao gồm nhựa cứng nh-ạ mềm Vị đắng bia chủ yếu - acid đắng nhựa mềm tạo b Polyphenol: Chúng đ-ợc dùng để kết lắng loại bỏ hợp chất protein cao phân tử khỏi dung dịch đ-ờng, làm ổn định thành phần tăng độ bền keo bia thành phẩm Các chất hoa thuộc nhóm Flanvol, catechin nhiều chất khác Các hợp chất dễ dàng kết hợp với protein cao phân tử tạo thành phức chất không hòa tan đ-ợc gọi tamin (chất chát) hoa houblon Tamin làm kết tủa protit bền vững, tăng tính ổn định bia SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học -7- Khóa luận tốt nghiệp c Tinh dầu thơm: Tinh dầu hoa đ-ợc hòa tan vào dung dịch đ-ờng, tồn bia với hàm l-ợng nhỏ nh-ng lại tạo mùi thơm đặc tr-ng, nhẹ nhành dễ chịu cho bia Tinh dầu chất lỏng suốt, màu vàng nhạt không màu Tinh dầu thơm có mùi mạnh, tØ träng cđa chóng lµ 0,88 vµ dƠ tan r-ợu etylic nồng độ cao L-ợng tinh dầu hoa houblon dao động lớn phụ thuộc vào chất l-ợng hoa, giống hoa, trình bảo quản Tinh dầu dần bay oxi hóa biến thành nhựa tinh dầu axit Các sản phẩm chuyển hóa tinh dấu đ-a vào bia làm giảm chất l-ợng bia, không dùng hoa cũ để sản xuất [1,4,8] Một số tiêu đánh giá chất l-ợng: - Hoa có màu vàng óng ánh, mùi thơm đặc biệt, tạp chất nhỏ 1,5% - Hàm l-ợng đắng 15-21% - Tamin 2,5-6% - §é Èm 10-12% - Tỉng nhùa 40% 1.3 N-ớc SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học -8- Khóa luận tốt nghiệp N-ớc thành phần quan trọng, nguyên liệu dùng công nghệ sản xuất bia Thành phần tính chất n-ớc ảnh h-ởng trực tiếp đến toàn trình công nghệ chất l-ợng thành phẩm Trong trình sản xuất bia cần l-ợng n-ớc lớn để ngâm đại mạch sản xuất malt, hồ hóa, rửa men, rửa cần thiết bị, cung cấp cho lò N-ớc bia thành phẩm chiếm 77 - 90% Chất l-ợng n-ớc ảnh h-ởng trực tiếp đến chất l-ợng bia Chính n-ớc nấu bia đòi hỏi phải có yêu cầu riêng để đáp ứng công nghệ sản xuất bia N-ớc nấu bia tr-ớc tiên phải suốt, không màu, vị lạ, không chứa chất gây mùi khó chịu nh-: H2S, Cl2, NH3 không chứa vi sinh vật gây bệnh ( độ r-ợu = 9,84 % V HiÖu suÊt thu håi : %H = 9,84/9,9 * 100% = 99,4% KÕt qu¶ kiĨm tra hiƯu st thu hồi trình ch-ng cất cho thấy trình ch-ng cất thu hồi đ-ợc gần 100% hàm l-ợng etanol mẫu Sau kiểm tra hiệu suất thu hồi trình ch-ng cất chúng ttoi tiến hành xác định hàm l-ợng etanol mẫu bia KÕt qu¶ thĨ hiƯn ë b¶ng sau: B¶ng 3.3: Bảng độ cồn mẫu bia Mẫu bia L1 L2 C1 C2 H1 6.3 Độ cồn thu đ-ợc (%V) H2 5,54 4,92 4,22 4,76 5,5 4,9 4,3 4,7 5,7 Độ cồn theo nhà sản xuất công bố (%V) Trong ®ã: L1: bia lon Heniken L2: bia lon Hµ Néi SVTH: Trần Thị Hằng 47B Hóa học - 52 - Khãa luËn tèt nghiÖp C1: bia chai Halida C2: bia chai Huda H1: bia h¬i Vida NghƯ An H2: bia Havida - Nhìn vào bảng 3.3 ta thấy độ cồn mẫu bia không chênh lệch nhiều so với độ cồn nhà sản xuất công bố - Hàm l-ợng etanol bia nằm khoảng giới hạn cho phép tiêu chuẩn Việt Nam quy định - Mẫu bia H2 hàm l-ợng cồn cao so với mẫu bia khác 3.4 Xác định hàm l-ợng Diaxetyl bia thành phẩm Diaxetyl tạo h-ơng thơm cho bia nh-ng thành phần gây ảnh h-ởng không tốt cho bia thành phẩm, bia có hàm l-ợng diaxetyl làm cho bia có vị gắt gây đau đầu nh-ời sử dụng Diaxetyl sản phẩm trung gian trình lên men, hình thành trình lên men nh-ng đ-ợc chuyển hoá thành sản phẩm khác không gây ảnh h-ởng xấu tới bia giai đoạn lên men phụ, loại bia có công nghệ lên men đại thời gian lên men đảm bảo sản phẩm có hàm l-ợng diaxetyl thấp Chính lẽ mà hàm l-ợng diaxetyl tiêu công nghệ tiêu đánh giá mức độ ATTP sản phẩm Để xác định hàm l-ợng Diaxetyl bia chung sử dụng ph-ơng pháp theo tiêu chuẩn Việt Nam 5562: 2009 - Hàm l-ợng Diaxetyl mẫu bia đ-ợc xác định ph-ơng pháp ch-ng cÊt thêi gia tõ 8-10 phót, sau ®ã cho thị thuốc thử O-fenilendiamin, thêm axit HCl.4M vào hổn hợp - Đo quang phổ kế b-ớc sóng hấp thụ 335 nm Tr-ớc tiên tiến hành xác định hiệu suất thu hồi trình ch-ng cất nh- sau: SVTH: Trần Thị Hằng – 47B Hãa häc - 53 - Khãa luËn tèt nghiệp - Đ-a vào l-ợng diaxetyl có nồng độ ®· biÕt - TiÕn hµnh ch-ng cÊt thu håi Diaxetyl đo b-ớc sóng 335nm - So sánh mật ®é quang cđa mÉu chn cã nång ®é t-¬ng øng - MËt ®é quang cđa mÉu diaxetyl 2,5mg/l qua ch-ng cÊt Akt= 0,247 -MËt ®é quang mÉu chuÈn cã nång ®é 2,5mg/l Ac = 0,252 So s¸nh mËt ®é quang cđa mÉu kiĨm tra vµ mÉu chn cã cïng nång độ ta thấy chúng có giá trị xấp xỉ nhau, điều chứng tỏ hàm l-ợng diaxetyl mẫu đ-ợc thu hồi gần nh- hoàn toàn sau ch-ng cất Sau kiểm tra lại hiệu suất trình ch-ng cất tiến hành xác định hàm l-ợng diaxetyl c¸c mÉu bia KÕt qđa thĨ hiƯn ë bảng sau: Bảng 3.4 Bảng hàm l-ợng diaxetyl mÉu bia MÉu bia L1 L2 C1 C2 H1 H2 TCVN 0,110 0,125 0,133 0,174 0,184 0,4