ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BIA TỪ THẾ LIỆU GẠO NẾP
THAN

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Giảng viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Thị Thu Huyền
Sinh viên thực hiện : Võ Mạnh Tùng
MSSV: 0951100117 Lớp: 09DTP1
TP. Hồ Chí Minh, 2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG
NGHỆ TP. HCM
i

Khoa: ………………………
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sỉ số trong nhóm……):
(1) MSSV: ………………… Lớp:
(2) MSSV: ………………… Lớp:
(3) MSSV: ………………… Lớp:
Ngành :
Giảng viên hướng dẫn phụ
(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả này, em xin chân thành gửi lời cám ơn đến :
- Gia đình đã tạo điều kiện và là nền tảng vững chắc cho em có thể yên tâm thực hiện đề tài
này.
- Cô ThS. Nguyễn Thị Thu Huyền, đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu,
giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài.
- Quý thầy cô trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ, các anh chị công tác tại Phòng Thí
Nghiệm – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã hỗ trợ cho em trong thời gian qua.
- Những người bạn đã giúp đỡ, bổ sung thêm kiến thức, tài liệu và các phương tiện để em
có thể hoàn thành thật suôn sẻ.
Em xin cám ơn mọi người rất nhiều. TÓM TẮT
Nếp than chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như nhiều loại amino acid, khoáng và đặc biệt
là chất chống oxy hóa anthocyanin. Gu Defa (2006) cho thấy có mặt các chất dinh dưỡng đặc biệt
trong gạo nếp than như chất xơ, protein, các acid amin thiết yếu, vitamin B, khoáng chất…, nổi
bật so với các loại gạo khác và hoàn toàn có lợi cho sức khỏe con người. Đặc biệt là hàm lượng
MỤC LỤC
Đề mục Trang

Trang bìa i
Phiếu giao khóa luận/ đồ án tốt nghiệp
Lời cảm ơn ii
Tóm tắt iii DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về nguyên liệu 2
1.1.1. Tổng quan về gạo nếp than 2
1.1.2. Tổng quan về malt đại mạch 10
1.1.3. Hoa Houblon 13
1.1.4. Nấm men 15
1.1.5. Nước 18
1.2. Tổng quan về bia 20
1.2.1. Giới thiệu 20
1.2.2. Đặc điểm dinh dưỡng 20
1.2.3. Các công đoạn quan trọng trong sản xuất bia 21
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. Đối tượng 31
2.2. Dụng cụ và thiết bị 32
2.2.1. Dụng cụ 32
2.2.2. Thiết bị 32

P.l.A1 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 1 85
P.l. A2 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 2 87
P.l.A3 - Kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 3 89
P.l. A4 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 4 91
P.l.A5 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 5 93
P.l.A6 - kết quả xử lý số liệu của thí nghiệm 6 95
PHỤ LỤC B 98
P.l.B1 - xác định ẩm bằng phương pháp sấy khô (TCVN 5613-91) 98
P.l.B2 - Xác định hàm lượng N tổng số bằng phương pháp Kjeldahl 99
P.l.B3 - Xác định hàm lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet 102
c : trọng lượng mẫu lấy để phân tích lipid (g). 102
P.l.B4 - Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp quang phổ so màu với thuốc
thử DNS 103
f : hệ số pha loãng mẫu từ bình định mức 105
P.l.B5 - xác định hàm lượng đường tổng bằng phương pháp phenol 106
Trị số mật độ quang (OD) của những ống đối chứng sau khi trừ đi trị số của ống thử sẽ
xác định được một đường cong mẫu.Với dung dịch cần xác định nồng độ, ta cũng trừ đi
ống thử rồi chiếu lên đường cong mẫu để suy ra nồng độ đường trong ống, từ đó tính %
lượng đường trong mẫu. 107
P.L.B6 - định lượng protein hoà tan theo phương pháp Lowry 108
P.L.B7 - Xác định hàm lượng glucid 111
P.L.B8 - Xác định hàm lượng maltose bằng thuốc thử DNS 113
P.L.B9 - xác định hoạt lực amylase (năng lực đường hoá) 115
P.L.B10 - xác định độ hoà tan – thời gian đường hoá theo Lê Thanh Mai và cộng sự [3]
118
P.L.B11 - Đánh giá cảm quan: cho điểm thị hiếu 121
P.L. B12 - Phép thử cảm quan theo TCVN 3215 123

Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2. Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo tỷ lệ nếp than:nước Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3. sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.4. sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.5. sự thay đổi hiệu suất trích ly theo tỷ lệ malt lótError! Bookmark not defined.
Hình 3.6. sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo tỷ lệ malt lót Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.7. sự thay đổi hàm lượng đường khử theo thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.8. Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.9. Sự thay đổi hàm lượng đường tổng theo thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.10. sự thay đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian giữ nhiệt ở 75

Bảng 3.2: kết quả khảo sát nguyên liệu gạo nếp than 57
Bảng 3.3: kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than/nước đến hiệu suất trích ly. 59
Bảng 3.4: kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than/nước đến hàm lượng anthocyanin. 60
Bảng 3.5: kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C đến hàm lượng đường tổng61
Bảng 3.6: kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 72
0
C đến hàm lượng anthocyanin
63
Bảng 3.7. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ malt lót đến hiệu suất trích ly 64
Bảng 3.8. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ malt lót đến hàm lượng đường tổng 65
Bảng 3.9. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng đường khử 67
Bảng 3.10. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 65
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng anthocyanin. 68
Bảng 3.11. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng đường tổng 70
Bảng 3.12. kết quả ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt ở 75
0
C sau khi hội cháo đến hàm
lượng anthocyanin 71
Bảng 3.13. kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nếp than:malt đại mạch đến hàm lượng cồn trong
bia 73

Ta có thể thấy thị trường tiêu thụ bia ở nước ta là rất lớn, điều đó nảy sinh nhu cầu về 1 sản
phẩm bia có những thành phần giúp tăng cường sức khỏe và chất lượng sống của con người nếu
sử dụng hợp lý, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Trong đó nếp than là một
nguyên liệu rất đáng chú ý có thể được sử dụng làm thế liệu với tỷ lệ thích hợp, ngũ cốc này có
hàm lượng đường thấp nhưng lại rất giàu chất xơ tốt cho sức khỏe và có các hoạt chất mà có thể
giúp chống lại bệnh tim và ung thư.
Các nhà khoa học ở ĐH Bang Louisiana đã phân tích mẫu cám của nếp cẩm trồng tại miền
Nam nước Mỹ. Họ phát hiện thấy sự tăng cường của chất chống ô-xy hóa anthocyanin. Chất
chống ôxy hóa này chính là nguyên nhân tạo ra màu nâu đen của nhiều loại rau quả, chẳng hạn
như trái nam việt quất (cranberry) và hạt tiêu đỏ. Nghiên cứu cho thấy chất chống ô-xy hóa tạo
màu sậm này sẽ “quét” sạch các phân tử gây hại, giúp bảo vệ thành mạch và ngăn ngừa tổn
thương DNA mà có thể dẫn tới ung thư.
Tuy nhiên, hiện nay việc sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ nguyên liệu lúa nếp than
chưa phổ biến. Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu hữu ích này và
góp phần nâng cao giá trị thương phẩm của giống lúa nếp than cổ truyền Việt Nam, tôi thực hiện
đề tài “Nghiên cứu sản xuất bia từ thế liệu gạo nếp than”.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 2
SVTH: Võ Mạnh Tùng
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về nguyên liệu
1.1.1. Tổng quan về gạo nếp than
1.1.1.1. Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm cây lúa
Cây lúa (Oryza sativa L.) là loại cây lương thực chính của hơn một nửa dân số trên thế
giới. Khoảng 20 loài của giống Oryza đã được nhận biết, gần như tất cả gạo được trồng đều là
Oryza sativa. (Juliano, 1993).
Lúa nếp than có tên khoa học Oryza sativa L. Glutinosa Tanaka, về mặt phân loại thực
vật, cây lúa thuôc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza. Lúa nếp than có thời gian
sinh trưởng khá dài (6 tháng), thích hợp với các vùng đất cao, khô thoáng.


huyết rồng
Thành phần
Đơn vị
Gạo nếp trắng
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Năng lượng
Kcal
344
343
344
Protein
g
7,3
8,3
7
Chất béo
g
1
1,7
2
Carbohydrate
g
75,3
75,1
76,4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 4
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Thành phần

mg
48
183
0
Iốt
mg
0
3,8
0
Hàm lượng protein của gạo nếp than khá cao, hàm lượng khoáng cũng cao nhất so với hai
loại gạo còn lại cho thấy đây là một loại gạo có giá trị dinh dưỡng cao.
Bảng 1.2: Thành phần các acid amin trong 100gram gạo nếp than
Thành phần
Đơn vị
Gạo nếp than
Gạo huyết rồng
Isoleucine
mg
337
240
Leucin
mg
644
540
Lysine
mg
332
230
Amino acid chứa lưu huỳnh (T)
mg

mg
463
410
Aspartate
mg
755
620
Glutamate
mg
1336
1170
Serine
mg
398
360
Theo số liệu ở bảng trên ta có thể thấy gạo nếp than có hàm lượng các acid amin rất cao so
với gạo huyết rồng, cho thấy chất lượng protein trong nếp than rất tốt.
1.1.1.3. Sắc tố anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong nước và chứa
trong các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất glycoside của các dẫn xuất
polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium. Cho đến nay,
người ta đã xác định được 18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là
pelargonidin, cyanidin, delphinidin, peonidin, petunidin và maldivin.
1.1.1.3.1. Cấu tạo
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 6
SVTH: Võ Mạnh Tùng

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của anthocyanin
Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose, kết hợp với gốc aglucon

tăng của nhiệt độ. Sự hydroxyl hóa các aglycone làm giảm tính bền của anthocyanin, trong khi sự
methxyl hóa, glycosyl hóa, acyl hóa sẽ cho kết quả ngược lại.
Adams cho rằng, các anthocyanidin 3-glycoside khi được nung nóng ở pH = 2.0 – 4.0 đầu
tiên sẽ bị thủy phân liên kết glycoside (ở 100
0
C) sau đó là sự biến đổi aglycone thành chalcone.
Sự biến tính hơn nữa dẫn đến h.nh thành dạng sản phẩm màu nâu đặc biệt là với sự có mặt của
oxy.
pH: Năm 1956 Lukton nghiên cứu thấy rằng: ở ph = 2 – 4.5 thì vận tốc phân hủy
pelargonidin 3-glucoside trong dịch ép của quả dâu không xác định được khi không có O2. Khi
có mặt O2 pH tăng nhanh, sự biến tính tăng lên mãnh liệt.
Đến năm 1972, Adams nghiên cứu thấy rằng ở pH = 2 – 4 ít ảnh hưởng đến sự phân hủy
của Anthocyanin trong suốt quá tr.nh gia nhiệt khi không có O2. Khi có mặt O2 thì Anthocyanin
bị biến tính mạnh ở pH trên, cấu trúc của chúng cùng với độ bền màu thay đổi vớisự thay đổi pH.
Oxy: Oxy và nhiệt độ được xem là những tác nhân đặc trưng xúc tiến sự phân hủy của
anthocyanin, do đó mà sinh ra những dạng sản phẩm không màu hoặc màu nâu.
Lượng anthocyanin còn lại của dâu sẽ lớn hơn khi đóng chai dưới điều kiện chân không
hoặc nitrogen (Baravingas và Cain, 1965). Độ bền của các pigment của nho còn được sử dụng
như là chất màu ở nước giải khát được tăng lên khi đóng hộp với nitrogen.
Ánh sáng: Các anthocyanin thường không bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại, ánh sáng thấy
được, và các nguồn phát xạ khác. Ánh sáng có 2 ảnh hưởng đến anthocyanin:
Tăng cường cho quá trình sinh tổng hợp.
Xúc tiến sự biến tính của chúng.
Năm 1964, Siegenman cho rằng những quả táo giống đỏ sẽ chuyển sang màu xanh khi để
trong bóng tối.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền
Trang 8
SVTH: Võ Mạnh Tùng
Năm 1968, Vanburen và các cộng sự tường trình rằng các diglucoside được acyl hóa và
methyl hóa thì các Anthocyanin trong rượu bền nhất khi để ngoài ánh sáng, các diglucoside

SVTH: Võ Mạnh Tùng
chiết 54 phút; Hệ dung môi nước/ethanol có tỷ lệ nước 72%. Với điều kiện này thu được: hàm
lượng anthocyanin 1,110%; độ màu 4,967.
Năm 2005, “Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến màu anthocyanin từ bắp cải tím ứng dụng
làm chất chỉ thị an toàn trong phân tích thực phẩm và hoá học” của Nguyễn Thị Phương Anh và
Nguyễn Thị Lan. Kết quả cho thấy rằng khi pH thay đổi từ môi trường acid sang môi trường
base, màu của antho thay đổi từ đỏ sang xanh và hấp thụ cực đại tại bước sóng λ
max
= 520

617
nm ứng với mỗi pH. Từ đó chúng tôi nghiên cứu khả năng ứng dụng chất màu antho làm chất
chỉ thị acid-base (có khoảng pH đổi màu từ 5,5

7,5) trong phân tích hóa học và thực phẩm.
 Ngoài nước:
Năm 2006, tại Thái Lan có nghiên cứu trích ly anthocyanin từ gạo nếp than, “Extraction of
Anthocyanin from Black Glutinous Rice (Oryza sativa L.)”, của Duangkamol Luemchan và
cộng sự. Kết quả nghiên cứu điều kiện tối ưu trích ly anthocyanin từ gạo nếp than là ở nhiệt độ
62 – 65
O
C trong 67 - 75 phút, với tỷ lệ gạo: nước là 1: 3.
Năm 2006, tại Trung Quốc có nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng đặc biệt của gạo nếp
than, “A study on special nutrient of purple glutinous rice”, của Gu Defa và cộng sự. Nghiên
cứu kết luận sự có mặt các chất dinh dưỡng đặc biệt trong gạo nếp than như chất xơ, protein,
vitamin B, khoáng chất (Ca, P, Fe )…, cao hơn nhiều hơn so với gạo bình thường và hoàn toàn
có lợi cho sức khỏe con người.
Năm 2008, tại Lào có nghiên cứu về đặc điểm của phân tử tạo hương thơm trong nếp than,
“Chemical and Molecular Characterization of Fragrance in Black Glutinous Rice from Lao
PDR”, của C. Bounphanousay. Đây là nghiên cứu đầu tiên về cấu tạo và các đặc tính phân tử

nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy. Hạt ngũ cốc đã malt hóa tạo ra các
enzym để chúng chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường có thể lên men.
Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ
cùng một loại ngũ cốc. Các loại malt sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn. Ngày nay,
trong phần lớn các trường hợp, hai hoặc nhiều loại malt được phối hợp để sản xuất bia.
Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóa thành
đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác. Để giảm giá thành, người ta có thể
sử dụng ngũ cốc làm thế liệu, và lượng tối đa là 50% chứ không thể thay thế hoàn toàn malt. Malt
chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng thế liệu nhiều thì lượng enzym
này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ
vi sinh vật. Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để thủy phân
chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóa mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai
đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia
đặc trưng.
1.1.2.2. Thành phần của malt đại mạch
Hàm lượng ẩm của malt thành phẩm là <5% để đảm bảo quá trình bảo quản được lâu và
tránh tổn thất các thành phần có ích trong malt.
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của malt đại mạch
Thành phần
% theo chất khô
Tinh bột
Cellulose
Saccharose
Đường khử
Protein
Lipid
60 – 65 %
4 – 6 %
3 – 5 %
2 – 4 %

tối ưu ở pH
opt
= 5.5 – 5.8, t
0

opt
= 62 – 65
0
C
 Hệ thống enzyme protease:
Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein để tạo ra các sản phẩm trung gian như:
pepton, peptit, polypeptit, với pH
opt
= 5.1, t
opt
= 50 – 55
0
C.
Peptidase: phân cắt các peptit có sẵn trong hạt đại mạch và những peptit trong malt do
proteinase phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pH
opt
= 7.3 – 7.9, t
0

opt
= 40 –
45
0
C.
Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình thành NH

Hình 1.4: Hoa houblon
Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản, đứng vị trí thứ hai (sau đại mạch) của công nghệ sản
xuất bia.
Cây houblon có tên khoa học là Humulus lupulus. Đây là một loại thực vật khác gốc tức là
các hoa cái và hoa đực trổ ra từ các gốc khác nhau.
Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn vì chúng chiết ra nhựa đắng và các
loại tinh dầu chủ yếu tạo các chất thơm cho bia.
Houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. Do những tính năng
cực kỳ đặc biệt này houblon đã trở thành nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản
xuất bia.
1.1.3.1. Thành phần hoá học của hoa houblon