Luận văn thạc sĩ về kỹ thuật lên men bia nồng độ cao trong công nghệ thực phẩm

Nghiên cứu hệ thống kỹ thuật lên men bia nồng độ cao trong công nghệ thực phẩm, phương pháp định lượng kết hợp định tính, góp phần phát triển công

• Tác giả: Phaïm Quoác Chöông
• Người hướng dẫn: GV. Lê Văn Việt Mãn
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật lên men bia nồng độ cao
• Loại tài liệu: luận văn thực tập
• Năm xuất bản: 2003
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về kỹ thuật lên men bia nồng độ cao

Kỹ thuật lên men bia nồng độ cao đang trở thành xu hướng phổ biến trong ngành công nghiệp sản xuất bia nhờ vào những lợi ích kinh tế mà nó mang lại. Bia nồng độ cao được sản xuất từ dịch nha có hàm lượng chất khô ban đầu cao hơn mức thông thường (trên 12%), giúp tạo ra sản phẩm bia có nồng độ cồn cao hơn. Tuy nhiên, quá trình lên men bia này cũng gặp phải nhiều thách thức, đặc biệt là sự phát triển của men bia. Các yếu tố như nồng độ ethanol cao và áp suất thẩm thấu cao có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển và khả năng sống sót của men, dẫn đến hiện tượng lên men chậm hoặc bị ngưng trệ.

1.1. Quy trình sản xuất bia nồng độ cao

Quy trình sản xuất bia nồng độ cao bao gồm nhiều bước, từ việc lựa chọn nguyên liệu bia đến quá trình lên men. Các nguyên liệu chính bao gồm nước, malt, và houblon. Trong quá trình lên men, việc bổ sung các chất dinh dưỡng như nitơ là rất quan trọng để đảm bảo men có đủ chất dinh dưỡng để hoạt động hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung các nguồn nitơ như (NH4)2HPO4 hoặc chiết xuất men có thể cải thiện hiệu suất lên men và chất lượng sản phẩm, giúp khắc phục tình trạng lên men bị ngưng trệ.

II. Phân tích chất lượng bia và ảnh hưởng của nồng độ cồn

Chất lượng của bia nồng độ cao không chỉ phụ thuộc vào quy trình sản xuất mà còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố hóa học trong quá trình lên men. Phân tích chất lượng bia cho thấy rằng nồng độ cồn cao có thể gây ra những tác động bất lợi đối với men, làm giảm khả năng sống sót và hiệu suất lên men. Việc kiểm soát nồng độ cồn và bổ sung các chất dinh dưỡng thích hợp là rất cần thiết để đảm bảo quá trình lên men diễn ra suôn sẻ.

2.1. Tác động của nồng độ cồn đến quá trình lên men

Nồng độ cồn cao trong dịch nha có thể gây ra áp suất thẩm thấu cao, từ đó ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng của men vi sinh. Điều này dẫn đến tình trạng lên men chậm hoặc thậm chí ngưng trệ. Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung các nguồn nitơ có thể cải thiện tình trạng này, giúp men hoạt động hiệu quả hơn và tăng cường chất lượng sản phẩm cuối cùng.

III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về kỹ thuật lên men bia nồng độ cao có nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Việc áp dụng các công nghệ mới trong công nghệ thực phẩm không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn nâng cao hiệu suất sản xuất. Các nhà máy sản xuất bia có thể áp dụng các phương pháp nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình lên men, từ đó giảm thiểu chi phí sản xuất và nâng cao lợi nhuận.

3.1. Tăng cường chất lượng sản phẩm

Việc áp dụng các kỹ thuật mới trong sản xuất bia nồng độ cao giúp cải thiện chất lượng sản phẩm. Các nhà sản xuất có thể điều chỉnh quy trình lên men để đạt được hương vị mong muốn và đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Sự phát triển này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn nâng cao uy tín của thương hiệu trong ngành công nghiệp bia.

Trích đoạn nội dung tài liệu

1 Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA --------oOo-------- PHAÏM QUOÁC CHÖÔNG NGHIEÂN CÖÙU KYÕ THUAÄT LEÂN MEN BIA “NOÀNG ÑOÄ CAO” Chuyeân ngaønh : Coâng ngheä Thöïc phaåm Maõ soá ngaønh : 2 -11 - 00 LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TP. Hoà Chí Minh, thaùng 12 naêm 2003 2 COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI COÂNG TY TNHH FOSTER’S TIEÀN GIANG VAØ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc : GV.

LEÂ VAÊN VIEÄT MAÃN Caùn boä chaám nhaän xeùt 1 : PGS. ÑOÀNG THÒ THANH THU Caùn boä chaám nhaän xeùt 2 : TS. NGUYEÃN HÖÕU PHUÙC Luaän vaên thaïc só ñöôïc baûo veä taïi HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP. HOÀ CHÍ MINH Thaùng 12 naêm 2003 3 Ñaïi Hoïc Quoác Gia Tp.Hoà Chí Minh COÄNG HOØA XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄTNAM TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA Ñoäc Laäp-TöïDo-HaïnhPhuùc --------------- ----------------- NHIEÄM VUÏ LUAÄN VAÊN THAÏC SÓ Hoï vaø teân hoïc vieân : Phaïm Quoác Chöông Phaùi : Nam Ngaøy, thaùng, naêm sinh : 07 / 06 / 1970 Nôi sinh : Tieàn Giang Chuyeân ngaønh : Coâng ngheä Thöïc phaåm Maõ soá : 2-11-00 I.TEÂN ÑEÀ TAØI : Nghieân cöùu kyõ thuaät leân men bia “noàng ñoä cao” II.

NHIEÄM VUÏ VAØ NOÄI DUNG : -Khaûo saùt quaù trình leân men vôùi caùc chuûng naám men khaùc nhau ñeå choïn chuûng thích hôïp nhaát cho kyõ thuaät leân men bia “noàng ñoä cao”. -Khaûo saùt quaù trình leân men vôùi caùc dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ khaùc nhau. -Nghieân cöùu boå sung nitrogen cho dòch nha nhaèm ruùt ngaén thôøi gian leân men. -Nghieân cöùu xaùc ñònh maät ñoä men gieo caáy thích hôïp cho quaù trình leân men.NGAØY GIAO NHIEÂM VUÏ : 12/2002.NGAØY HOAØN THAØNH NHIEÄM VUÏ : 12/2003 V.HOÏ VAØ TEÂN CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN : GV.

Leâ Vaên Vieät Maãn. CAÙN BOÄ HÖÔÙNG DAÃN CHUÛ NHIEÄM NGAØNH BOÄ MOÂN QUAÛN LY ÙNGAØNH Noäi dung vaø ñeà cöông luaän vaên thaïc só ñaõ ñöôïc Hoäi Ñoàng Chuyeân Ngaønh thoâng qua. Ngaøy thaùng naêm Phoøng ÑAØO TAÏO SÑH KHOA QUAÛN LYÙ NGAØNH 4 Lôøi caùm ôn Xin baøy toû loøng bieát ôn ñoái vôùi thaày Leâ Vaên Vieät Maãn, ngöôøi ñaõ taän tình chæ daãn toâi thöïc hieän luaän vaên naøy. Xin traân troïng caùm ôn Ban Giaùm ñoác Cty TNHH Foster’s Tieàn Giang ñaõ uûng hoä vaø hoã trôï caùc trang thieát bò thöïc nghieäm.

Xin chaân thaønh caùm ôn quyù thaày coâ phuï traùch caùc phoøng thí nghieäm thuoäc Boä moân Coâng ngheä Thöïc phaåm, tröôøng ÑHBK TP.Hoà Chí Minh vaø caùc ñoàng nghieäp thuoäc phoøng thí nghieäm Cty TNHH Foster’s Tieàn Giang ñaõ giuùp ñôõ vaø taïo ñieàu kieän cho toâi hoaøn thaønh coâng trình nghieân cöùu naøy. Xin göûi ñeán nhöõng ngöôøi thaân, caùc ñoàng nghieäp vaø baïn beø, laø nhöõng ngöôøi ñaõ ñoäng vieân vaø giuùp ñôõ toâi trong suoát quaù trình hoïc vaø thöïc hieän luaän vaên lôøi caùm ôn chaân thaønh nhaát. 5 TOÙM TAÉT Nghieân cöùu kyõ thuaät leân men bia “noàng ñoä cao” Kyõ thuaät leân men bia noàng ñoä cao ngaøy caøng trôû neân phoå bieán trong coâng nghieäp saûn xuaát bia vì caùc lôïi ích kinh teá maø noù mang laïi. Tuy nhieân, söï phaùt trieån cuûa naám men bò kìm haõm bôûi moät soá yeáu toá khieán cho quaù trình leân men trôû neân chaäm chaïp hoaëc bò ngöng treä.

Haøm löôïng ethanol vaø aùp suaát thaåm thaáu cao gaây ra nhöõng taùc ñoäng baát lôïi ñoái vôùi naám men. Ngoaøi ra, khi boå sung caùc loaïi theá lieäu nhö ñöôøng glucose, saccharose,…vaøo caùc dòch nha ñeå taêng haøm löôïng chaát khoâ, coù theå daãn ñeán tình traïng thieáu huït chaát dinh döôõng nitrogen cho naám men. Haäu quaû laø, quaù trình leân men keùo daøi hoaëc bò ngöng treä. Trong nghieân cöùu naøy, ñaõ xaùc ñònh ñöôïc chuûng naám men phuø hôïp cho kyõ thuaät leân men noàng ñoä cao laø chuûng S.

Khi boå sung caùc nguoàn nitrogen ñoàng hoùa nhö (NH4)2HPO4 hoaëc chaát chieát naám men vaøo caùc dòch nha, quaù trình leân men vaø chaát löôïng bia ñöôïc caûi thieän, söï trì treä trong leân men ñöôïc khaéc phuïc. Maët khaùc, khi taêng maät ñoä men gieo caáy ban ñaàu, toác ñoä leân men taêng, nhöng taêng khoâng tuyeán tính vôùi maät ñoä men gieo caáy. Maät ñoä men gieo caáy toá öu ñöôïc xaùc ñònh laø 20 trieäu teá baøo/ml. 6 ABSTRACT Study of High Gravity Brewing High gravity brewing is more and more common in the brewing industry because it has many economic advantages.

The factors inhibiting yeast growth and viability make fermentation slow or stuck. High ethanol concentration and high osmotic pressure have detrimental effects on yeast. Moreover, when adding various adjuncts such as glucose, saccharose, etc. it can lead to the lack of nitrogenous nutrient for yeast.

Consequently, fermentation is sluggish or stuck In this research, the Y3 strain of S. cerevisiae was found eligible for fermenting high gravity worts. When assimilable nitrogen sources such as (NH4)2HPO4 or yeast extract was supplemented, the fermentation performance and product quality were improved, stuck fermentation was eliminated. Besides, with an increasing yeast concentration, the fermentation rate was increased but the increasing of fermentation rate was not linear to that of pitching rate.

The optimal pitching rate of yeast was 20 million cells/ml. 7 MUÏC LUÏC PHAÀN I MÔÛ ÑAÀU 1 PHAÀN II TOÅNG QUAN 3 Chöông 1 NGUYEÂN LIEÄU SAÛN XUAÁT BIA 6 1.1 Ñaïi maïch vaø malt ñaïi maïch 6 1.5 Nguyeân lieäu thay theá 19 Chöông 2 QUAÙ TRÌNH LEÂN MEN BIA 21 2.1 Leân men chính 21 2.2 Leân men phuï vaø taøng tröõ 30 Chöông 3 SAÛN PHAÅM 32 3.1 Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa bia 32 3.2 Gía trò sinh lyù vaø dinh döôõng cuûa bia 33 3.3 Caùc chæ tieâu chaát löôïng bia 34 PHAÀN III NGUYEÂN LIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 35 Chöông 4 NGUYEÂN LIEÄU CHO NGHIEÂN CÖÙU 36 4.1 Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát dòch nha 36 4.2 Naám men 36 Chöông 5 PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 37 5.1 Sô ñoà quy trình nghieân cöùu 37 5.2 Quy trình coâng ngheä saûn xuaát bia trong nghieân cöùu 37 PHAÀN IV KEÁT QUAÛ VAØ BAØN LUAÄN 45 Chöông 6 CHOÏN CHUÛNG NAÁM MEN THÍCH HÔÏP CHO KYÕ THUAÄT LEÂN MEN BIA “NOÀNG ÑOÄ CAO” 46 6.3 Ñieàu kieän leân men 46 6.4 Keát quaû vaø baøn luaän 47 8 Chöông 7 KHAÛO SAÙT QUAÙ TRÌNH LEÂN MEN CAÙC DÒCH NHA HAØM LÖÔÏNG CHAÁT KHOÂ KHAÙC NHAU 56 7.3 Ñieàu kieän leân men 57 7.4 Keát quaû vaø baøn luaän 57 Chöông 8 NGHIEÂN CÖÙU LÖÏA CHOÏN GIAÛI PHAÙP THÍCH HÔÏP NHAÈM RUÙT NGAÉN THÔØI GIAN LEÂN MEN BAÈNG CAÙCH BOÅ SUNG NITROGEN 63 8.3 Ñieàu kieän leân men 63 8.4 Keát quaû vaø baøn luaän 64 Chöông 9 NGHIEÂN CÖÙU LÖÏA CHOÏN HAØM LÖÔÏNG NITRO GEN CAÀN BOÅ SUNG ÑEÅ QUAÙ TRÌNH LEÂN MEN ÑAÏT HIEÄU QUAÛ CAO NHAÁT 70 9.3 Ñieàu kieän leân me 70 9.4 Keát quaû vaø baøn luaän 71 Chöông 10 NGHIEÂN CÖÙU XAÙC ÑÒNH LÖÔÏNG MEN CAÁY THÍCH HÔÏP CHO QUAÙ TRÌNH LEÂN MEN 77 10.3 Ñieàu kieän leân men 77 10.4 Keát quaû vaø baøn luaän 78 PHAÀN V KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ 83 PHUÏ LUÏC 86 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 9 DANH MUÏC CAÙC BAÛNG Baûng 1 Phaân loïai nöôùc theo ñoä cöùng 14 Baûng 2 Moät soá chæ tieâu cô baûn cuûa nöôùc ñöôc söû duïng trong saûn xuaát bia 15 Baûng 3 Haøm löông caùc chaát voâ cô coù trong bia 32 Baûng 4 Ñoä coàn cuûa moät soá loïai bia ôû Ñöùc 33 Baûng 5 Noàng ñoä ñöôøng trung bình moät soá loïai soá loïai bia ôû Ñöùc 33 Baûng 6 Chæ tieâu vi sinh ñoái vôùi bia thaønh thaønh phaåm 34 Baûng 7 Thoâng soá kyõ thuaät cho caùc quaù trình hoùa sinh trong nghieân cöùu 39 Baûng 8 Heä soá quan troïng cuûa caùc chæ tieâu veà chaát löôïng caûm quan 43 Baûng 9 Tieâu chuaån ñaùnh giaù caùc chæ tieâu theo phöông phaùp cho ñieåm 43 Baûng 10 Söï thay ñoåi haøm löôïng chaát khoâ theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 12% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3. 47 Baûng 11 Söï thay ñoåi haøm löôïng chaát khoâ theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3. 47 Baûng 12 Söï thay ñoåi soá löôïng teá baøo men theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 12% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3.

49 Baûng 13 Söï thay ñoåi soá löôïng teá baøo men theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3. 49 Baûng 14 Söï thay ñoåi haøm löôïng nitrogen ñoàng hoùa theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 12% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3. 50 Baûng15 Söï thay ñoåi haøm löôïng nitrogen ñoàng hoùa theo thôøi gian trong quaù trình 10 leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16% bôûi caùc chuûng naám menY1 ,Y2 , Y3. 50 Baûng 16 Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 12% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3.

51 Baûng 17 Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16% bôûi caùc chuûngnaám men Y1,Y2,Y3. 51 Baûng 18 Söï thay ñoåi ñoä coàn theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 12% bôûi caùcchuûng naám men Y1,Y2,Y3. 53 Baûng 19 Söï thay ñoåi ñoä coàn theo thôøi gian trong quaù trình leânmen dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3. 53 Baûng 20 Söï thay ñoåi haøm löôïng diacetyl theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ12% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3.54 Baûng 21 Söï thay ñoåi haøm löôïng diacetyl theo thôøi gian trong quaù trình leân men dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ16% bôûi caùc chuûng naám men Y1,Y2,Y3 54 Baûng 22 Söï thay ñoåi haøm löôïng chaát khoâ theo thôøi gian trong quaù trình leân men caùc dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16%, 18%, 20% vaø 22% bôûi chuûng naám men Y3.

57 Baûng 23 Söï thay ñoåi soá löôïng teá baøo men theo thôøi gian tro quaù trình leân men caùc dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16%, 18%, 20% vaø 22% bôûi chuûng naám men Y3. 59 Baûng 24 Söï thay ñoåi pH theo thôøi gian trong quaù trình leân men caùc dòch nha coù haøm löôïng chaát khoâ 16%, 18%, 20% vaø 22% bôûi chuûng naám menY3 60 Baûng 25 Söï thay ñoåi ñoä coàn theo thôøi gian trong quaù trình leân men caùc dòch nha cO ÙÙhaøm löôïng chaát khoâ 16%,18%, 20% vaø22% bôûi chuûng naám men Y3 61 Baûng 26 Söï thay ñoåi haøm löôïng chaát khoâ theo thôøi gian trong quaù trình leân men caùc dòch nha khoâng coù boå sung hôïp chaát chöù nitrogen,coùbo åsung (NH4)2HPO4 hoaëc chaát chieát naám men. 64 Baûng 27 Söï thay ñoåi soá löôïng teá baøo men theo thôøi gian trong quaù trình leân men caùc dòch nha khoâng coù boå sung hôïp chaát chöùa nitrogen, coù boå sung(NH4)2HPO4 hoaëc chaát chieát naám men.