Hội thảo khoa học khoa Công nghệ thực phẩm 2018
KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN BẢO QUẢN ĐẾN
CHẤT LƯỢNG CỦA BIA LON SÀI GÒN
Nguyễn Phạm Huỳnh Như1, Lê Thị Hồng Gấm1, Phù Thanh Trường1, Ngô Duy Anh
Triết1*
1 Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học công nghiệp thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh
*Email: trietnda@cntp.edu.vn
Ngày nhận: 07/7/2018; Ngày chấp nhận đăng: 12/7/2018
TÓM TẮT
Nghiên cứu này tập trung khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng của bia.
Các mẫu bia lon được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian khác nhau lần lượt là 5, 10,
15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 tuần. Ở mỗi khoảng thời gian bảo quản, các mẫu bia sẽ được tiến hành khảo
sát 6 chỉ tiêu hóa lý bao gồm: hàm lượng ethanol, hàm lượng các chất hòa tan ban đầu, hàm lượng
CO2, độ acid, hàm lượng diactyl và độ đắng (theo TCVN 6057:2013). Từ kết quả thí nghiệm, có thể
thấy các chỉ tiêu hóa lý của bia thay đổi như sau: hàm lượng ethanol giảm nhẹ (từ 5.24% xuống 4.9%),
hàm lượng các chất hòa tan ban đầu giảm nhẹ (từ 11.48% xuống 11.16%), hàm lượng CO2 giảm mạnh
(từ 5.57 g/l xuống 5.19 g/l), độ acid tăng mạnh (từ 15.20 lên 16.34 ml NaOH 0.1N), độ đắng trong bia
giảm mạnh (từ 19.44 BU xuống 15.58 BU) và hàm lượng diacetyl tăng mạnh (từ 0.096 mg/l lên 0.162
mg/l). Những thay đổi của các chỉ tiêu hóa lý sự thay đổi của các chỉ tiêu cảm quan của bia như: độ
chua, độ bền bọt, độ đắng mùi và vị của sản phẩm. Do đó, thời gian bảo quản bia càng dài thì chất
lượng bia càng kém. Như vậy, bia nên được bảo quản trong thời gian ngắn (dưới 4 tháng) để đảm bảo
chất lượng bia ổn định.
Từ khóa: thời gian bảo quản, chất lượng, chỉ tiêu hóa lý, diacetyl, chất hòa tan ban đầu, lão hóa
1. MỞ ĐẦU
Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và có độ cồn thấp,
mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khoẻ,
ăn cơm ngon, dễ tiêu hoá mà còn giảm được sự mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc.
So với những loại nước giải khát khác, bia có chứa một lượng cồn thấp (3 - 8%), và nhờ có CO2
giữ được trong bia nên tạo nhiều bọt khi rót, bọt là đặc tính ưu việt của bia.
Bởi vì bia mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe nên công nghệ sản xuất bia luôn được nghiên cứu,
cải tiến và phát triển ngày càng tiên tiến và hiện đại hơn. Bên cạnh đó, vấn đề đảm bảo chất lượng bia
trong quá trình sản xuất cũng như quá trình bảo quản là vô cùng cần thiết. Tuy nhiên, chất lượng của
bia hầu như chỉ được quan tâm và kiểm soát trong quá trình sản xuất còn chất lượng bia trong quá
trình bảo quản dường như chưa được quan tâm và kiểm soát. Dù quá trình sản xuất chất lượng bia đã
được kiểm soát rất kỹ càng nhưng sau một thời gian bảo quản chất lượng bia cũng có sự thay đổi, làm
ảnh hưởng đến mùi và vị của bia khi sử dụng.
Nghiên cứu này được tiến hành để khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng
của bia thông qua 6 chỉ tiêu hóa lý theo TCVN 6057:2013, qua đó sẽ chỉ ra được những thay đổi về
114
Nguyễn Phạm Quỳnh Như, Lê Thị Hồng Gấm, Phù Thanh Trường, Ngô Duy Anh Triết
chất lượng của bia trong quá trình bảo quản và đề nghị bảo quản bia ở khoảng thời gian phù hợp đảm
bảo bia khi sử dụng sẽ giữ được chất lượng tốt nhất.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
2.1.1. Nguyên liệu
Bia được sử dụng trong các thí nghiệm suốt quá trình nghiên cứu là sản phẩm bia 333 của công ty
bia SABECO. Sản phẩm được mua từ các cửa hàng tạp hóa, siêu thị, cửa hàng tiện lợi tại thành phố
Hồ Chí Minh.
2.1.2. Hóa chất
Sodium hydroxide (96%), Ortho-phenylendiamin (99.9%), Diacetyl (99%), Acid hydrocloric
(36.8%), Iso – octane (99%), n-Octanol (Ancol octyl) (99%), Phenolphtalein (99%).
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị
Bộ chưng cất cồn, máy đo CO2 Zahm&Nagel, máy ly tâm Hermle tốc độ tối đa 6000 vòng/phút,
máy quang phổ UV-Vis Genesys 10s, cân Ohaus 4 số lẻ, cân Ohaus 2 số lẻ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Các mẫu được khảo sát nằm trong hạn sử dụng của bia là 52 tuần. Tuy nhiên, bia là một sản
phẩm rất được ưa chuộng ở Việt Nam nên việc bia gần đến hạn sử dụng hoặc vượt quá hạn sử dụng là
rất ít, do đó việc tìm các mẫu gần đến hạn sử dụng hoặc hết hạn để tiến hành nghiên cứu là rất khó.
Hơn nữa, vì thời gian nghiên cứu có hạn nên việc tìm kiếm các mẫu này rất hạn chế. Chính vì thế,
nghiên cứu chỉ được thực hiện ở các mức thời gian bảo quản từ 5 tuần đến 45 tuần tính từ ngày sản
xuất.
Vì điều kiện thời gian nghiên cứu có hạn, nên các thí nghiệm được xác định khoảng thời gian đo
cụ thể và mẫu sẽ được lựa chọn ngày sản xuất để đến ngày tiến hành thí nghiệm sẽ phù hợp với các
mức thời gian bảo quản đặt ra. Các mẫu bia được mua ở nhiều nơi như siêu thị, cửa hàng tiện lợi,….
Các mẫu được sắp xếp theo các khoảng thời gian bảo quản khác nhau: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45
tuần. Mỗi khoảng thời gian bảo quản sẽ tiến hành đo 3 mẫu (mỗi mẫu 3 lon). Tổng số mẫu khảo sát là
27 mẫu.
Các mẫu được tiến hành kiểm tra 6 chỉ tiêu hóa lý theo TCVN 6057:2013. Trong đó, các chỉ tiêu
được kiểm tra theo các TCVN sau:
- Độ cồn theo TCVN 5562:2009.
- Hàm lượng chất hòa tan ban đầu theo TCVN 5565:1991.
- Độ acid theo TCVN 5564:2009.
- Hàm lượng CO2 theo TCVN 5563:2009.
- Hàm lượng diactyl và dixeton theo TCVN 6058:1995.
115
Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng của bia sài gòn
- Độ đắng theo TCVN 6059:2009.
Từ kết quả thu được tiến hành lập bảng số liệu và vẽ biểu đồ đường để thấy được sự biến đổi của
các chỉ tiêu này theo thời gian bảo quản.
2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
Mỗi mẫu được lặp lại 3 lần và tính kết quả trung bình, sau đó các kết quả trung bình của mỗi mẫu
sẽ tiến hành tính trung bình giữa 3 mẫu trong cùng một khoảng thời gian bảo quản để có giá trị ở một
khoảng thời gian bảo quản đó. Sau khi xử lý số liệu tiến hành vẽ biểu đồ đường bằng phần mềm
Microsoft Excel 2010. Do điều kiện thí nghiệm hạn chế, đồng thời kết quả là trung bình giữa các mẫu
khác nhau nên việc tính sai số SD là không cần thiết, và giá trị đo ở 3 lần lặp lại hầu như rất gần nhau
nên sai số SD là rất nhỏ.
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến độ cồn của bia lon
Thời gian bảo quản theo các tuần lần lượt là 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 tuần. Sự biến đổi của
độ cồn được trình bày như hình 1:
Kết quả cho thấy, độ cồn có xu hướng giảm nhẹ trong suốt khoảng thời gian bảo quản từ tuần thứ
5 – tuần thứ 45. Từ biểu đồ có thể thấy được hàm lượng cồn mất đi không nhiều trong quá trình bảo
quản. Bia sau sản xuất có độ cồn gần như bằng với giá trị ghi trên lon là 5.3%, sau 5 tuần bảo quản giá
trị đo được là 5.24%. Tuy nhiên, hàm lượng ethanol trong bia chỉ còn lại 4.9% sau 45 tuần bảo quản.
Sự giảm hàm lượng ethanol trong bia có thể là do có sự có mặt của oxy. Thông thường, oxy ở
trạng thái cơ bản khá ổn định và khó xảy ra phản ứng với các phân tử hữu cơ. Tuy nhiên, nếu có sự tồn
tại của các ion như Cu+, Fe2+ thì oxy có thể lấy một electron của ion này và tạo thành ion O2-. Ion này
lại bị chuyển thành O22-. Trong bia, anion O22- dễ dàng được proton hóa tạo thành H2O2. Gốc hydroxyl
(OH●) được tạo thành từ H2O2 theo phản ứng Fenton hoặc Haber Weiss[1].
Hình 1. Sự ảnh hưởng của thời gian bảo
quản đến hàm lượng etanol
Hình 2. Sự ảnh hưởng của thời gian bảo
quản đến hàm lượng chất hòa tan ban đầu
116
Nguyễn Phạm Quỳnh Như, Lê Thị Hồng Gấm, Phù Thanh Trường, Ngô Duy Anh Triết
Tuy nhiên, sự mất đi ethanol trong bia không nhiều do hàm lượng của oxy và hai loại ion Cu+ và
Fe2+ trong bia cũng không nhiều.
Mặt khác, ethanol không thể sinh ra thêm do không còn sự hiện diện của nấm men trong bia
thành phẩm để thực hiện quá trình lên men.
3.2. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hàm lượng chất hòa tan ban đầu của bia lon
Sự biến đổi của hàm lượng chất hòa tan ban đầu được trình bày như hình 2.
Biểu đồ cho thấy, hàm lượng chất hòa tan ban đầu có xu hướng giảm nhẹ trong suốt khoảng thời
gian bảo quản từ tuần thứ 5 – tuần thứ 45. Hàm lượng các chất hòa tan trong bia mất đi không nhiều
trong quá trình bảo quản.
Trong chất hòa tan ban đầu của bia có rất nhiều các hợp chất và tương tác giữa chúng rất phức
tạp, dẫn đến việc xác định được toàn bộ các thành phần cũng như là các phản ứng xảy ra giữa chúng là
rất khó. Do đó, không thể xác định được nguyên nhân cụ thể dẫn đến việc giảm hàm lượng chất hòa
tan ban đầu theo thời gian bảo quản.
Tuy nhiên, một trong những thành phần của chất hòa tan ban đầu biến đổi theo thời gian bảo
quản là các hợp chất chứa nitơ, chúng chiếm khoảng từ 8 - 10% dịch chiết. Các hợp chất này cùng với
dextrin, các chất nhựa của houblon, các chất chát, các chất màu đều không tồn tại ở dạng phân tử phân
tán, mà tồn tại ở trạng thái keo. Trong quá trình bảo quản bia các dịch keo này luôn có xu hướng đông
tụ lại. Các phức chất hay các mixen keo tương tác với nhau và dần hình thành các khối có thể quan sát
bằng mắt thường, đó là cặn [2]. Cũng chính vì vậy mà làm cho hàm lượng chất hòa tan ban đầu giảm
dần trong quá trình bảo quản.
Bên cạnh đó, các chất đắng cũng có mặt trong thành phần của chất hòa tan ban đầu, mà các chất
này giảm đi theo thời gian bảo quản. Nên phần nào cũng làm giảm đi hàm lượng chất hòa tan ban đầu.
3.3. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hàm lượng CO2 hòa tan của bia lon
Sự biến đổi của hàm lượng CO2 hòa tan qua các khoảng thời gian bảo quản được trình bày như
hình 3:
Biểu đồ cho thấy rõ rằng, hàm lượng CO2 có xu hướng giảm dần trong suốt khoảng thời gian bảo
quản từ tuần thứ 5 – tuần thứ 45. Nhìn chung, hàm lượng CO2 mất đi không nhiều trong quá trình bảo
quản. Ở 5 tuần bảo quản hàm lượng CO2 là 5.57 g/l, nhưng sau 45 tuần bảo quản giá trị này chỉ giảm
xuống 5.19 g/l.
Hình 3. Sự thay đổi hàm lượng CO2 trong
bia qua các khoảng thời gian bảo quản
Hình 4. Sự thay đổi độ acid trong bia
lon qua các khoảng thời gian bảo quản
117
Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến chất lượng của bia sài gòn
Hàm lượng CO2 trong bia nhiều hay ít phản ánh khả năng giữ bọt của bia. Có rất nhiều yếu tố ảnh
hưởng đến độ bền bọt (khả năng giữ CO2 trong bia). Các yếu tố này tương tác, tạo liên kết yếu với
nhau và tạo liên kết yếu với các phân tử CO2, giữ cho chúng ở trạng thái hòa tan trong bia.[2]
Yếu tố quan trọng phải kể đến là polypeptide (là một trong những thành phần có tác dụng giữ
bọt), nhưng nếu trong bia có sự hiện diện của enzyme phân giải protein thì đó có thể là nguồn gốc của
sự suy giảm CO2 theo thời gian. Loại enzyme này thường là proteaza có thể bắt nguồn từ nấm men
hoặc được bổ sung để phá vỡ các protein tạo các chất kết lắng cho bia. Thông thường enzyme này bị
kiềm hãm hoặc bất hoạt trong quá trình thanh trùng, tuy nhiên cũng có một số trường hợp enzyme vẫn
còn hoạt động do quá trình thanh trùng không triệt để.[3]
Tuy nhiên, yếu tố ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng CO2 hòa tan là iso – α – acid.[4, 5]. Khi các
chất này bị mất đi thì khả năng tạo sức căng bề mặt của bia giảm dẫn đến CO2 bị thoát ra khỏi dịch bia
và làm cho hàm lượng CO2 hòa tan của bia giảm.[2]
CO2 ở dạng tự do sẽ không thể chuyển thành dạng liên kết trở lại trong bia.[2]
3.4. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến đến độ acid của bia lon
Sự biến đổi của độ acid qua các khoảng thời gian bảo quản được trình bày như hình 4. Qua biểu
đồ ở hình 4 cho thấy rõ rằng, hàm lượng acid có xu hướng tăng dần trong suốt khoảng thời gian bảo
quản từ tuần thứ 5 – tuần thứ 45. Trong bia có rất nhiều acid hữu cơ, trong đó có 81 loại acid dễ bay
hơi [6]. Chính sự phức tạp của chúng trong thành phần của bia, cũng như việc lựa chọn quy trình sản
xuất khác nhau sẽ ảnh hưởng đến mùi vị của bia khi lưu trữ trong thời gian dài. Và tiêu biểu là sự gia
tăng của vị chua trong bia do nồng độ của các loại acid tăng lên. Giả thiết này được nhiều người đưa ra
tuy nhiên vẫn chưa có một bằng chứng cụ thể nào và cũng chưa có những nghiên cứu cụ thể về vấn đề
này.[7]
3.5. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến đến độ đắng của bia lon
Sự biến đổi của độ đắng được trình bày như hình 5:
Hình 5. Sự thay đổi độ đắng trong bia qua
các khoảng thời gian bảo quản
Hình 6. Sự thay đổi hàm lượng diacetyl trong
bia qua các khoảng thời gian bảo quản
118