Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL

Nguyễn Tấn Hùng

Luận án tiến sĩ: Khả năng sử dụng giống lúa ĐBSCL trong sản xuất bia - Đại học Cần Thơ

Nghiên cứu khả năng sử dụng giống lúa gạo ĐBSCL trong sản xuất bia, đánh giá tiềm năng và tối ưu quy trình sản xuất để tạo ra sản phẩm bia chất lượng cao.

Trường ĐH

Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành

Công nghệ thực phẩm

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

2022

Số trang

225

Thời gian đọc

34 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:: Nghiên cứu giống lúa bia ĐBSCL: Tiềm năng lớn
Số trang:: 225 trang
Trường:: Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành:: Công nghệ thực phẩm
Tác giả:: Nguyễn Tấn Hùng
Năm:: 2022

Tóm tắt nội dung luận án

I.Nghiên cứu giống lúa bia ĐBSCL Tiềm năng lớn

Nghiên cứu này đánh giá tiềm năng sử dụng các giống lúa gạo từ Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) trong sản xuất bia. Mục tiêu chính là khảo sát khả năng của ĐBSCL lúa làm lúa nguyên liệu bia thông qua quy trình sản xuất malt. Quy trình nấu và lên men bia từ malt lúa gạo cũng được thử nghiệm chi tiết. Năm giống lúa phổ biến tại ĐBSCL đã được lựa chọn. Chúng bao gồm OM4900, IR50404, OM5451, OM6976 và Jasmine85. Việc lựa chọn này dựa trên đặc tính nông học và sự phổ biến của các giống lúa bia. Phạm vi nghiên cứu rộng, từ khâu ngâm, nảy mầm lúa đến các bước nấu và lên men bia thành phẩm. Kết quả nghiên cứu góp phần quan trọng vào nghiên cứu nông nghiệp ĐBSCL. Nghiên cứu mở ra hướng đi mới cho phát triển giống lúa bia chuyên dụng. Nó cũng thúc đẩy công nghệ sản xuất bia từ lúa tại khu vực.

1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu giống lúa bia

Nghiên cứu này đánh giá tiềm năng giống lúa bia từ Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Mục tiêu chính là khảo sát khả năng sử dụng ĐBSCL lúa trong sản xuất malt. Quy trình nấu và lên men bia từ malt lúa gạo cũng được thử nghiệm. Năm giống lúa phổ biến được lựa chọn trong nghiên cứu là OM4900, IR50404, OM5451, OM6976 và Jasmine85. Việc lựa chọn này dựa trên sự phổ biến và đặc tính nông học của chúng. Nghiên cứu sâu về công nghệ sản xuất bia từ lúa được tiến hành. Phạm vi bao gồm từ khâu ngâm, nảy mầm lúa đến quá trình nấu và lên men bia thành phẩm. Kết quả góp phần vào nghiên cứu nông nghiệp ĐBSCL.

1.2. Đánh giá sơ bộ các giống lúa gạo chủ lực

Các giống lúa đã trải qua quá trình đánh giá ban đầu. Các điều kiện ngâm và nảy mầm được khảo sát kỹ lưỡng. Nhiệt độ ngâm từ 30-50oC, thời gian 12-72 giờ. Nhiệt độ nảy mầm cố định ở 30oC trong 1-8 ngày. Đặc tính kháng nhiệt và kháng protease của protein dịch chiết malt lúa đã được kiểm tra. Những đặc tính này quan trọng cho chất lượng bia từ lúa. Chúng ảnh hưởng đến sự hình thành và ổn định bọt bia. Kết quả đánh giá sơ bộ cho thấy các giống lúa này có tiềm năng. Chúng đáp ứng cơ bản các yêu cầu trong sản xuất bia. Giống lúa IR50404 nổi bật. Giống này được chọn làm đại diện cho nghiên cứu sâu hơn về quy trình làm malt và bia.

1.3. Khả năng tương đương malt đại mạch từ lúa

Kết quả ban đầu cho thấy protein trong các giống lúa bia có đặc tính tương đồng malt đại mạch. Đặc tính kháng nhiệt và kháng protease thể hiện rõ. Điều này rất quan trọng đối với ngành bia. Khả năng hình thành và ổn định bọt bia là yếu tố then chốt. Việc này giúp nâng cao giá trị kinh tế lúa bia. Khẳng định ĐBSCL lúa có thể trở thành lúa nguyên liệu bia tiềm năng. Nghiên cứu mở ra hướng phát triển giống lúa bia mới. Nó cũng thúc đẩy công nghệ sản xuất bia từ lúa tại khu vực. Đây là bước tiến lớn cho nghiên cứu nông nghiệp ĐBSCL.

II.Tối ưu hóa quy trình sản xuất malt từ lúa bia

Quá trình sản xuất malt từ lúa nguyên liệu bia được tối ưu hóa cẩn thận. Giống lúa IR50404 được chọn để nghiên cứu sâu. Các điều kiện ngâm và nảy mầm được điều chỉnh để đạt hiệu quả cao nhất. Lúa được ngâm ở 30oC trong 24 giờ. Sau đó, lúa nảy mầm ở 30oC trong 4 ngày. Điều kiện này cải thiện đáng kể thành phần dinh dưỡng. Lượng acid amin hòa tan (FAN) tăng gấp đôi. Đường khử tăng gấp tám lần so với lúa nguyên liệu ban đầu. Hoạt tính enzyme amylase và protease cũng gia tăng mạnh mẽ. Hoạt tính amylase tăng 32 lần, protease tăng hơn 2 lần. Nhiệt độ và thời gian đường hóa (ủ nhiệt) cũng được tối ưu. Ủ nhiệt ở 50oC trong 60 phút giúp gia tăng đường khử, FAN và polyphenol tổng (TPC). Điều này là tiền đề cho chất lượng bia từ lúa tốt hơn. Đây là yếu tố then chốt trong công nghệ sản xuất bia từ lúa từ ĐBSCL lúa.

2.1. Điều kiện ngâm và nảy mầm tối ưu cho lúa bia

Giống lúa IR50404 được chọn để tối ưu hóa quá trình làm malt. Lúa được ngâm ở nhiệt độ 30oC trong 24 giờ. Sau đó, lúa nảy mầm ở 30oC trong 4 ngày. Điều kiện này đã được tối ưu hóa. Quá trình này cải thiện đáng kể thành phần dinh dưỡng. Lượng acid amin hòa tan (FAN) tăng gấp đôi. Lượng đường khử tăng gấp 8 lần so so với lúa nguyên liệu. Đây là các chỉ số quan trọng cho lúa nguyên liệu bia. Các điều kiện này đảm bảo hoạt động enzyme hiệu quả. Việc này đóng góp vào chất lượng bia từ lúa. Tối ưu hóa quy trình này rất quan trọng. Nó giúp nâng cao giá trị kinh tế lúa bia.

2.2. Biến đổi hoạt tính enzyme và thành phần dinh dưỡng

Hoạt tính enzyme trong malt lúa có sự gia tăng rõ rệt. Hoạt tính amylase tăng 32 lần, từ 1,76 U/gCK lên 56,39 U/gCK. Hoạt tính enzyme protease tăng hơn 2 lần, từ 0,07 U/gCK lên 1,44 U/gCK. Sự gia tăng này là yếu tố then chốt. Nó quyết định khả năng thủy phân tinh bột và protein. Thành phần dinh dưỡng của malt lúa cũng được cải thiện. Bao gồm đường khử và acid amin hòa tan. Các thành phần này cần thiết cho quá trình lên men bia. Điều này cho thấy giống lúa bia có khả năng sinh enzyme tốt. Nó đảm bảo chất lượng bia từ lúa sau này.

2.3. Vai trò của ủ nhiệt trong chế biến malt lúa

Nhiệt độ và thời gian đường hóa (ủ nhiệt) ảnh hưởng lớn. Chúng tác động đến thành phần dinh dưỡng của malt lúa. Ủ nhiệt ở 50oC trong 60 phút giúp gia tăng lượng đường khử. Lượng acid amin hòa tan (FAN) cũng tăng. So với malt tươi, các chỉ số này là 188,71 mg/g và 9,08 mg/g. Sự gia tăng này tương ứng với hoạt độ enzyme amylase và protease. Quá trình ủ nhiệt cũng tăng thành phần polyphenol tổng (TPC). TPC đạt 4,26 (mgGAE/gCK). Con số này gần gấp đôi so với lúa nguyên liệu bia. TPC ảnh hưởng đến hương vị và tính chống oxy hóa của bia. Đây là bước quan trọng trong công nghệ sản xuất bia từ lúa.

III.Ảnh hưởng rang malt và dịch hóa đến chất lượng bia

Quá trình rang malt và dịch hóa đóng vai trò then chốt trong việc định hình chất lượng bia từ lúa. Rang malt ở nhiệt độ cao cải thiện màu sắc, TPC và hoạt tính chống oxy hóa. Tuy nhiên, nó cũng làm giảm hàm lượng FAN và đường khử. Điều kiện rang tối ưu đã được xác định. Malt non rang 150oC/45 phút. Malt đã ủ nhiệt rang 125oC/75 phút. Trong nấu bia, thời gian dịch hóa tác động lớn đến đường khử và FAN. Nhiệt độ 52,2oC trong 40 phút tối ưu cho glucoamylase. Nhiệt độ 70oC trong 50 phút tối ưu cho α-amylase. Việc sử dụng 5% malt lót từ malt vàng sau hồ hóa tinh bột làm tăng đường khử và FAN. Đây là các yếu tố cần thiết cho quá trình lên men. Dịch nha sau khi nấu sôi với hoa houblon giảm FAN, đường khử nhưng tăng TPC và màu sắc. Các bước này là trọng tâm của công nghệ sản xuất bia từ lúa.

3.1. Tác động của quá trình rang malt đến hương vị và màu

Malt được rang ở nhiệt độ cao. Quá trình này cải thiện màu sắc của bia. Nó cũng tăng hàm lượng TPC (polyphenol tổng). Hoạt tính chống oxy hóa cũng được nâng cao. Tuy nhiên, hàm lượng FAN và đường khử có sự sụt giảm. Các thay đổi hóa học này có ý nghĩa thống kê. Chúng phụ thuộc vào nhiệt độ rang. Thời gian rang ít ảnh hưởng đến các thay đổi này. Điều kiện rang malt thích hợp đã được xác định. Malt non rang ở 150oC trong 45 phút. Malt đã qua ủ nhiệt rang ở 125oC trong 75 phút. Quá trình rang tạo ra các loại malt đặc biệt. Chúng ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia từ lúa.

3.2. Điều kiện dịch hóa tối ưu cho enzyme amylase

Trong quá trình nấu bia, thời gian dịch hóa rất quan trọng. Nó tác động rõ rệt đến hàm lượng đường khử. Hàm lượng FAN sản sinh cũng chịu ảnh hưởng. Mỗi mức nhiệt độ khảo sát có thời gian dịch hóa tối ưu. Ở 52,2±0,5oC, thời gian 40 phút là tối đa cho hoạt tính enzyme glucoamylase. Ở 70±0,5oC, 50 phút là tối ưu cho hoạt tính α-amylase. Việc tối ưu hóa này đảm bảo hiệu quả thủy phân. Nó cung cấp đủ đường và acid amin cho nấm men. Đây là yếu tố then chốt trong công nghệ sản xuất bia từ lúa.

3.3. Sử dụng malt lót và tác động đến dịch nha

Sử dụng malt lót từ malt vàng là một kỹ thuật. Khoảng 5% malt lót được bổ sung vào nồi nấu. Điều này diễn ra sau khi hồ hóa tinh bột. Hồ hóa tinh bột ở 85±0,5oC trong 30 phút. Quá trình dịch hóa sau đó kéo dài 60 phút. Kỹ thuật này làm tăng hàm lượng đường khử. Lượng FAN cũng tăng lên đáng kể. Các chất này rất cần thiết cho quá trình lên men. Dịch nha sau khi nấu sôi 60 phút với hoa houblon có sự thay đổi. Hàm lượng FAN và đường khử giảm. Tuy nhiên, hàm lượng TPC và màu sắc lại gia tăng. Điều này đóng góp vào hương vị và đặc tính của chất lượng bia từ lúa.

IV.Đặc tính sinh hóa của lúa nguyên liệu bia và bia

Nghiên cứu sâu về các đặc tính sinh hóa của lúa nguyên liệu bia và sản phẩm cuối cùng. Thành phần protein trong giống lúa bia có đặc tính kháng nhiệt và kháng protease. Những đặc tính này quan trọng cho sự hình thành và ổn định bọt bia. Kết quả cho thấy chúng đáp ứng yêu cầu, tương đồng với malt đại mạch. Hàm lượng đường khử và acid amin hòa tan (FAN) tăng mạnh sau quá trình ngâm, nảy mầm và ủ nhiệt. Chúng là nguồn dinh dưỡng chính cho nấm men, ảnh hưởng đến độ cồn và hương vị. Polyphenol tổng (TPC) cũng gia tăng, góp phần vào màu sắc và tính chống oxy hóa. Sự thay đổi axit amin trong quá trình chế biến ảnh hưởng đến hương vị bia. Việc kiểm soát các yếu tố sinh hóa này là cần thiết để đạt chất lượng bia từ lúa tối ưu. Nghiên cứu cũng góp phần làm rõ đặc tính nông học lúa bia trong sản xuất bia.

4.1. Protein kháng nhiệt và khả năng ổn định bọt bia

Nghiên cứu đã đánh giá thành phần protein trong giống lúa bia. Các protein này có đặc tính kháng nhiệt và kháng protease. Đây là những đặc tính rất quan trọng. Chúng đóng vai trò chính trong việc hình thành và ổn định bọt bia. Kết quả cho thấy các protein này cơ bản đáp ứng yêu cầu. Khả năng ổn định bọt bia từ lúa nguyên liệu bia gần như tương đồng với malt đại mạch. Điều này mở ra triển vọng lớn. ĐBSCL lúa có thể thay thế một phần đại mạch. Góp phần vào giá trị kinh tế lúa bia và giảm phụ thuộc.

4.2. Hàm lượng đường khử FAN và polyphenol tổng

Trong quá trình làm malt và nấu bia, các thành phần này biến đổi. Lượng đường khử và acid amin hòa tan (FAN) gia tăng sau ngâm và nảy mầm. Đặc biệt dưới điều kiện ủ nhiệt tối ưu. Đường khử và FAN là nguồn dinh dưỡng chính cho nấm men. Chúng quyết định độ cồn và hương vị bia. Hàm lượng polyphenol tổng (TPC) cũng tăng lên. TPC góp phần vào màu sắc, vị chát nhẹ và đặc tính chống oxy hóa. Tuy nhiên, quá trình rang malt có thể làm giảm FAN và đường khử. Việc cân bằng các yếu tố này quan trọng để đạt chất lượng bia từ lúa mong muốn.

4.3. Sự thay đổi axit amin trong quá trình chế biến

Sự thay đổi thành phần các axit amin đã được nhận thấy. Điều này xảy ra trong suốt quá trình xử lý và chế biến malt. Quá trình ngâm và nảy mầm giúp tăng cường axit amin hòa tan. Các axit amin này đóng vai trò quan trọng. Chúng là tiền chất tạo ra các hợp chất hương vị trong quá trình lên men. Chúng cũng ảnh hưởng đến đặc tính nông học lúa bia. Quá trình rang có thể làm giảm một số axit amin. Tuy nhiên, nó cũng tạo ra các hợp chất hương thơm mới thông qua phản ứng Maillard. Việc theo dõi sự biến đổi này giúp kiểm soát chất lượng bia từ lúa. Nó tối ưu hóa công nghệ sản xuất bia từ lúa.

V.Ứng dụng công nghệ sản xuất bia từ lúa ĐBSCL

Nghiên cứu đã thành công trong việc ứng dụng công nghệ sản xuất bia từ lúa gạo tại ĐBSCL. Quy trình nấu và lên men bia từ malt lúa gạo được thực hiện. Dịch nha ngọt từ malt vàng, có hoặc không có bổ sung malt rang (5-15%), được nấu với hoa houblon. Sau đó, quá trình lên men chìm bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae ở 15oC trong 4 ngày. Kết quả thu được bia non đạt độ cồn 5%V, với sự sụt giảm TPC và màu sắc trong quá trình lên men. Các sản phẩm bia nhạt và bia sẫm màu đã được tạo ra. Nghiên cứu mở ra tiềm năng lớn cho phát triển giống lúa bia và trồng lúa làm bia tại ĐBSCL. Điều này không chỉ tăng giá trị kinh tế lúa bia mà còn đa dạng hóa sản phẩm nông nghiệp vùng. Nó góp phần vào sự phát triển bền vững của nghiên cứu nông nghiệp ĐBSCL và ngành bia Việt Nam.

5.1. Quy trình nấu và lên men bia từ malt lúa gạo

Dịch nha ngọt sau thủy phân từ malt vàng được sử dụng. Các mẫu có bổ sung malt rang (5-15%) cũng được thử nghiệm. Quá trình nấu houblon được tiến hành trong 60 phút. Sau đó là lên men bằng nấm men chìm Saccharomyces cerevisiae. Nồng độ nấm men là 1g/L. Nhiệt độ lên men duy trì ở 15oC. Quy trình này nhằm thu được hai loại bia. Bao gồm bia nhạt và bia sẫm màu. Quá trình lên men chìm kéo dài 4 ngày. Sau 4 ngày, dịch bia non đạt độ cồn 5%V. Đây là kết quả thành công cho công nghệ sản xuất bia từ lúa.

5.2. Kết quả sản phẩm bia nhạt và bia sẫm màu

Dịch bia non sau lên men đạt độ cồn 5%V. Sự sụt giảm về hàm lượng TPC và màu sắc đã được ghi nhận. Điều này xảy ra trong suốt quá trình lên men. Các đặc tính cảm quan của bia được đánh giá. Bia nhạt và bia sẫm màu có những đặc trưng riêng. Chúng phản ánh sự khác biệt trong quá trình rang malt và tỷ lệ phối trộn. Kết quả này khẳng định khả năng sản xuất bia chất lượng. Nó được thực hiện hoàn toàn từ lúa nguyên liệu bia của ĐBSCL. Điều này góp phần vào đa dạng hóa chất lượng bia từ lúa trên thị trường.

5.3. Tiềm năng phát triển lúa nguyên liệu bia tại ĐBSCL

Nghiên cứu mở ra triển vọng lớn cho phát triển giống lúa bia tại ĐBSCL. Khả năng sử dụng ĐBSCL lúa trong sản xuất bia là hiện thực. Điều này mang lại giá trị kinh tế lúa bia cao hơn. Nông dân có thêm lựa chọn sản xuất. Nó cũng thúc đẩy nghiên cứu nông nghiệp ĐBSCL. Việc trồng lúa làm bia có thể tạo ra chuỗi giá trị mới. Nó giảm phụ thuộc vào nhập khẩu nguyên liệu. Đồng thời, nâng cao vị thế nông sản Việt Nam. Công nghệ sản xuất bia từ lúa sẽ tiếp tục phát triển.

06/07/2026

Mục lục chi tiết luận án

TÓM TẮT

LỜI CẢM ƠN

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.1.1. Mục tiêu chung

1.1.2. Mục tiêu cụ thể

1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3. Ý nghĩa của luận án

1.3.1. Ý nghĩa khoa học

1.3.2. Ý nghĩa thưc tiễn

1.4. Điểm mới của luận án

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Giới thiệu về lúa gạo

2.1.1. Vai trò của lúa gạo

2.1.2. Thành phần hóa học hạt lúa

2.1.3. Sản xuất protein từ gạo

2.2. Quá trình nẩy mầm

2.2.1. Sự nẩy mầm ở hạt ngũ cốc

2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự nẩy mầm

2.2.3. Sự thay đổi dinh dưỡng trong hạt nẩy mầm

2.3. Công nghệ sản xuất bia đại mạch

2.3.1. Sản xuất malt

2.3.2. Các loại malt đặc biệt

2.3.3. Quá trình đường hóa (mashing)

2.3.4. Nấu hoa houblon

2.3.5. Làm chín (lão hóa) và kết thúc

2.4. Phản ứng hóa nâu không enzyme và ảnh hưởng đến đặc tính màu sắc và mùi vị

2.4.1. Sự hình thành màu

2.4.2. Sự hình thành hương vị

2.5. Thành phần protein kháng nhiệt và kháng protease của đại mạch

2.5.1. Thành phần protein kháng nhiệt và kháng protease

2.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về sản xuất malt và bia

2.6.1. Sự thay đổi hoạt tính enzyme trong quá trình nẩy mầm và chế biến malt ngũ cốc

2.6.2. Sự thay đổi thành hệ protein chức năng và tính chất tạo bọt

2.6.3. Ứng dụng lúa gạo trong sản xuất bia

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Phương tiện nghiên cứu

3.1.1. Địa điểm và thời gian thí nghiệm

3.1.2. Dụng cụ, thiết bị

3.1.3. Nguyên liệu sử dụng

3.2. Phương pháp nghiên cứu

3.2.1. Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu hóa

3.2.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

3.2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

3.3. Nội dung 1: Xác định giống lúa phù hợp cho công nghệ đường hóa và nấu bia bia

3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ngâm đến sự thay đổi chất lượng hạt lúa

3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nẩy mầm đến sự thay đổi chất lượng malt lúa

3.3.3. Thí nghiệm 3: Đánh giá đặc tính kháng nhiệt và kháng protease của thành phần protein trong malt lúa

3.4. Nội dung 2: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chế biến malt vàng và malt rang

3.4.1. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến chất lượng malt

3.4.2. Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt tính của enzyme α- amylase trong malt vàng

3.4.3. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian rang đến chất lượng malt từ malt ủ nhiệt

3.4.4. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian rang từ malt non đến chất lượng malt rang

3.5. Nội dung 3: Xây dựng quy trình nấu bia cho malt lúa

3.5.1. Thí nghiệm 8: Xác định thời gian dịch hóa phù hợp cho enzyme glucoamylase

3.5.2. Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng thời gian dịch hóa đối với enzyme α-amylase đến hàm lượng đường khử sinh ra

3.5.3. Đánh giá khả năng sử dụng malt lót trong quá trình đường hóa

3.5.4. Đánh giá sự thay đổi chất lượng dịch nha và thành phần protein sau quá trình nấu sôi với hoa houblon

3.6. Nội dung 4: Khảo sát quá trình lên men và đánh giá chất lượng bia được chế biến từ malt lúa

3.6.1. Thí nghiệm 12: Ảnh hưởng của quá trình lên men chính đến sự thay đổi chất lượng của bia vàng

3.6.2. Thí nghiệm 13: Ảnh hưởng của tỷ lệ malt rang đến chất lượng bia sậm màu sau quá trình lên men chính

3.6.3. Đánh giá cảm quan sản phẩm bia vàng và bia sậm màu

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu

4.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến sự thay đổi tính chất của hạt lúa

4.2.1. Sự thay đổi độ ẩm của các giống lúa theo thời gian

4.2.2. Sự thay đổi thành phần protein và hoạt tính enzyme protease

4.2.3. Sự thay đổi hàm lượng tinh bột, đường khử và hoạt tính enzyme α-amylase

4.3. Sự thay đổi thành phần chất lượng hạt lúa theo thời gian nẩy mầm

4.3.1. Sự thay đổi hoạt tính enzyme α-amylase, hàm lượng tinh bột, hàm lượng đừng khử theo thời gian nẩy mầm

4.3.2. Sự thay đổi hoạt tính protease, hàm lượng protein và acid amin

4.3.3. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) theo thời gian nẩy mầm ở các giống lúa

4.4. Thành phần protein trong lúa gạo

4.5. Sự thay đổi hệ protein của lúa, malt lúa sau quá trình nẩy mầm

4.6. Các thuộc tính chất lượng của malt từ 5 giống lúa

4.7. Đánh giá đặc tính kháng nh...

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Luận án tiến sĩ nghiên cứu khả năng sử dụng một số giống lúa gạo ở đồng bằng sông cửu long trong sản xuất bia

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (225 trang)

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Nghiên cứu về việc thay thế malt đại mạch (Hordeum vulgare) bằng các nguồn ngũ cốc nhiệt đới bản địa trong công nghệ sản xuất đồ uống lên men là một hướng đi đột phá của ngành công nghệ thực phẩm hiện đại. Luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu khả năng sử dụng một số giống lúa gạo ở Đồng bằng sông Cửu Long trong sản xuất bia" do NCS. Nguyễn Tấn Hùng thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Công Hà (Trường Đại học Cần Thơ, 2022) thuộc chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm (Mã ngành: 954.01) đã giải quyết triệt để các rào cản sinh hóa trong việc sản xuất bia 100% từ malt lúa gạo (Oryza sativa L.). Công trình này nằm trong khuôn khổ Chương trình A-15: "Phát triển các sản phẩm giá trị gia tăng từ nông sản và phụ phẩm ở Vùng Đồng bằng sông Cửu Long" thuộc Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ (VN14-P6) sử dụng nguồn vốn ODA từ Chính phủ Nhật Bản.

Về bối cảnh khoa học, lúa gạo là nguồn lương thực chủ lực cung cấp hơn 20% tổng lượng calo toàn cầu (Hoogenkamp et al., 2017) và là cây trồng kinh tế cốt lõi của Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống, gạo chỉ được sử dụng ở dạng nguyên liệu phụ (adjunct/thế liệu) với tỷ lệ giới hạn (dưới 20-30%) để hạ giá thành và làm trong hương vị (Okuda et al., 2018). Rào cản học thuật lớn nhất từng được ghi nhận trong các y văn quốc tế là malt lúa gạo sở hữu hoạt tính enzyme amylase nội sinh thấp, hàm lượng nitơ amin tự do (Free Amino Nitrogen - FAN) không đủ đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của nấm men (thường < 150 mg/L) và cấu trúc protein nội nhũ phân tán kém (Ceppi & Brenna, 2010; Kongkaew et al., 2012; Pliansrithong et al., 2013). Đặc biệt, tính bền nhiệt và khả năng kháng enzyme phân giải protein (protease-resistant characteristics) của các phân đoạn protein cấu trúc bọt bia từ lúa gạo chưa từng được giải mã toàn diện tại Việt Nam.

Luận án đã lấp đầy khoảng trống nghiên cứu này thông qua hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học cụ thể:

Câu hỏi nghiên cứu 1 (RQ1): Động học nảy mầm của các giống lúa phổ biến tại ĐBSCL biến đổi như thế nào để kích hoạt tối đa hệ enzyme thủy phân ($\alpha$-amylase, glucoamylase, protease) mà không làm tiêu hao quá mức lượng chất khô?
Câu hỏi nghiên cứu 2 (RQ2): Thành phần protein trong dịch chiết malt lúa có sở hữu các đặc tính kháng nhiệt (thermostability) và kháng protease tương tự như các protein PR-14 (ns-LTP1) và PR-6 (Protein Z) của đại mạch để duy trì độ bền bọt bia hay không?
Câu hỏi nghiên cứu 3 (RQ3): Thông số nhiệt độ và thời gian tối ưu cho các giai đoạn tiền dịch hóa (tempering), rang caramel hóa và đường hóa phân đoạn (decoction mashing) có thể giải quyết được xung đột giữa nhiệt độ hồ hóa cao của tinh bột gạo (65-85°C) và nhiệt độ vô hoạt enzyme nội sinh hay không?
Câu hỏi nghiên cứu 4 (RQ4): Dịch nha 100% từ malt lúa gạo khi lên men chìm bởi Saccharomyces cerevisiae có đạt được các chỉ tiêu hóa lý, độ cồn và chất lượng cảm quan tương đương bia truyền thống hay không?

Hệ thống giả thuyết tương ứng:

Giả thuyết 1 (H1): Quá trình ngâm 24 giờ ở 30°C và nảy mầm 4 ngày ở 30°C giúp cảm ứng gia tăng hoạt độ $\alpha$-amylase trên 30 lần và protease trên 2 lần ở giống lúa IR50404.
Giả thuyết 2 (H2): Dịch chiết malt lúa chứa các cụm polypeptide trọng lượng phân tử thấp (14,4–25,5 kDa) và trung bình (35–66,2 kDa) kháng lại sự phân giải của Proteinase K trên môi trường casein agar, tồn tại xuyên suốt quá trình đun sôi hoa houblon.
Giả thuyết 3 (H3): Kỹ thuật bổ sung 5% "malt lót" sau giai đoạn hồ hóa ở 85°C cho phép đường hóa hoàn toàn tinh bột gạo, cung cấp đủ lượng đường khử và FAN cho quá trình lên men mà không cần bổ sung bất kỳ chế phẩm enzyme thương mại nào.
Giả thuyết 4 (H4): Bổ sung 5–10% malt rang từ lúa gạo tạo ra dòng bia sẫm màu với hoạt tính chống oxy hóa cao, chỉ số màu EBC đạt chuẩn và độ ổn định bọt vượt trội sau 30 phút.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trên 5 giống lúa thuần nông hộ chiếm diện tích lớn tại ĐBSCL: IR50404, OM4900, OM5451, OM6976 và Jasmine85, trong đó giống lúa IR50404 được định vị là đối tượng đột phá để thiết lập toàn bộ quy trình công nghệ chuẩn từ chế tạo malt vàng, malt rang đến dịch hóa, houblon hóa và lên men chìm quy mô phòng thí nghiệm và pilot.

Literature Review và Positioning

Khảo cứu y văn quốc tế cho thấy lịch sử nghiên cứu sản xuất malt và bia từ ngũ cốc không chứa gluten (gluten-free cereals) được định hình bởi nhiều trường phái học thuật. Trong các nghiên cứu nền tảng, Capanzana & Buckle (1997), Usansa et al. (2009, 2011), Mayer et al. (2014, 2016) và Marconi et al. (2014, 2017) đã chỉ ra tiềm năng của lúa gạo nhiệt đới trong việc sản xuất đồ uống cho bệnh nhân mắc hội chứng không dung nạp gluten (Celiac disease). Tuy nhiên, các công trình này tồn tại hai luồng quan điểm tranh luận trái ngược nhau về mặt công nghệ:

Luồng quan điểm thứ nhất (Trường phái phụ thuộc enzyme thương mại): Các tác giả như Kongkaew et al. (2012), Agu et al. (2012) và Pliansrithong et al. (2013) khẳng định malt lúa gạo nội sinh có năng lực đường hóa (diastatic power) rất thấp, đặc biệt thiếu hụt enzyme $\beta$-amylase. Do đó, để đạt nồng độ FAN tiêu chuẩn (> 150 mg/L) và hiệu suất thu hồi chất chiết, bắt buộc phải bổ sung các chế phẩm enzyme ngoại sinh như Neutrase (protease thương mại từ Bacillus amyloliquefaciens) và Termamyl ($\alpha$-amylase chịu nhiệt) hoặc giới hạn tỷ lệ gạo ở mức phụ gia.

Luồng quan điểm thứ hai (Trường phái tối ưu hóa sinh hóa nội sinh): Các nghiên cứu của Mayer et al. (2014) và Ceccaroni et al. (2019) chứng minh rằng thông qua việc kiểm soát chặt chẽ độ ẩm hạt, nhiệt độ nảy mầm và chương trình nhiệt đường hóa đa bậc, hệ thống enzyme amylolytic và proteolytic tự thân của hạt ngũ cốc có thể được cảm ứng mạnh mẽ để tự chuyển hóa cơ chất mà không cần can thiệp enzyme công nghiệp.

Về cơ chế hình thành và duy trì bọt bia, y văn kinh điển xác lập rằng các protein đóng vai trò chủ đạo trong bia đại mạch là Lipid Transfer Protein 1 (LTP1 - 9,7 kDa thuộc họ PR-14) và Protein Z (serpin 40–43 kDa thuộc họ PR-6), cùng các phân đoạn hordein 10–30 kDa (Jones & Budde, 2005; Steiner et al., 2011; Čakajdová, 2015). Các protein này sở hữu mật độ cầu nối disulfide nội phân tử cao, tạo nên tính trơ sinh học: kháng lại sự thủy phân của protease nội sinh và không bị đông tụ bởi nhiệt độ đun sôi dịch nha (Bei et al., 2009; Benkovská & Práce, 2013).

[Mô hình so sánh cơ cấu công nghệ giữa các nghiên cứu quốc tế và Luận án]
+-------------------------------+-----------------------------------+-----------------------------------+
| Tiêu chí                      | Nghiên cứu quốc tế điển hình      | Luận án của NCS. Nguyễn Tấn Hùng  |
+-------------------------------+-----------------------------------+-----------------------------------+
| Usansa et al. (2009, 2011)    | Malt lúa gạo Thái Lan             | Cần bổ sung enzyme công nghiệp    |
| Mayer et al. (2014, 2016)     | Malt lúa gạo châu Âu (Japonica)   | Đường hóa tiêu chuẩn Congress     |
| Pliansrithong et al. (2013)   | Gạo 80% + Neutrase thương mại    | Bắt buộc dùng enzyme ngoại sinh   |
| Luận án (Nguyen Tan Hung)     | 100% Malt lúa IR50404 (Indica)    | Tự đường hóa bằng 5% malt lót     |
+-------------------------------+-----------------------------------+-----------------------------------+

Luận án của NCS. Nguyễn Tấn Hùng đã định vị chính xác vị thế học thuật của mình bằng cách chứng minh giống lúa Indica nhiệt đới IR50404 tại ĐBSCL hoàn toàn có khả năng thay thế 100% đại mạch nhập khẩu. Công trình kết hợp phương pháp hóa sinh truyền thống với kỹ thuật điện di SDS-PAGE và thử nghiệm đối kháng enzyme Proteinase K trên thạch casein agar để kiểm chứng sự tồn tại của hệ protein chức năng tương đồng với đại mạch, xác lập bước tiến mới trong công nghệ sản xuất bia gạo toàn phần.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án mở rộng và làm sâu sắc thêm ba lý thuyết sinh hóa thực phẩm nền tảng:

Lý thuyết về sự huy động chất dự trữ trong nảy mầm ngũ cốc (Seed Germination and Enzyme Induction Theory - Bewley & Black, 1994; Palmer, 1980): Luận án mở rộng học thuyết này trên đối tượng lúa gạo nhiệt đới (Oryza sativa L. subsp. indica). Nghiên cứu xác lập quy luật biến thiên hoạt tính enzyme: trong điều kiện ngâm 30°C/24 giờ và nảy mầm 30°C/4 ngày, sự dịch chuyển của acid gibberellic nội sinh kích hoạt mạnh mẽ lớp aleurone, làm tăng hoạt độ $\alpha$-amylase lên 32 lần (từ 1,76 U/gCK lên 56,39 U/gCK) và protease tăng hơn 2 lần (từ 0,07 U/gCK lên 1,44 U/gCK), đi kèm sự giải phóng các acid amin hòa tan (FAN) tăng gấp 2 lần và đường khử tăng 8 lần so với nguyên liệu ban đầu.
Lý thuyết protein chức năng tạo bọt và tính kháng phân giải (Pathogenesis-Related Protein Stability Theory - Evans & Hejgaard, 1999; Steiner et al., 2011): Luận án chứng minh sự hiện diện của các protein kháng nhiệt và kháng protease trong lúa gạo tương đồng sinh học với serpin (Protein Z) và ns-LTP1 của đại mạch. Các phân đoạn polypeptide có khối lượng phân tử 14,4–25,5 kDa và 35–66,2 kDa được bảo toàn cấu trúc qua các điều kiện khắc nghiệt của quá trình nấu hoa houblon (100°C trong 60 phút) và lên men chìm, bác bỏ giả định cho rằng protein lúa gạo quá kém bền để tạo bọt bia đạt tiêu chuẩn.
Lý thuyết động học phản ứng hóa nâu phi enzyme (Non-Enzymatic Browning Kinetics - Maillard & Caramelization - Coghe et al., 2004, 2006): Luận án giải mã cơ chế hình thành màu sắc (EBC), chất chống oxy hóa (TPC, %DPPH) và các hợp chất thơm dị vòng (pyrazines, furanones, Strecker aldehydes) trong quá trình rang malt lúa gạo. Động học phản ứng biến đổi sâu sắc phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ rang ($p < 0,05$) nhưng ít phụ thuộc vào thời gian rang, đặt nền móng cho việc chế biến malt đặc biệt (specialty rice malt) từ nguồn lúa non và malt đã qua ủ nhiệt.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp đa tầng giữa sinh lý học hạt giống, enzyme học phân giải, hóa học các hợp chất phenolic và công nghệ lên men vi sinh vật:

[Khung phân tích đa tầng của Luận án]
1. Tuyển chọn giống (5 giống lúa ĐBSCL) ──> Khảo sát động học nảy mầm & sàng lọc hoạt độ enzyme
2. Đánh giá tính kháng (Casein agar + Proteinase K & SDS-PAGE) ──> Định danh giống ưu việt (IR50404)
3. Chế biến malt chuyên dụng ──> Malt vàng (Ủ nhiệt 50°C) + Malt rang caramel (125-150°C)
4. Tối ưu hóa thủy phân (RSM - 52,2°C & 70°C) ──> Phối chế "Malt lót" 5% sau hồ hóa 85°C
5. Lên men chìm (*S. cerevisiae* ở 15°C) ──> Đánh giá hóa lý, bọt bia, TPC, DPPH & Cảm quan

Khung phân tích xác lập các điều kiện biên (boundary conditions): Nguyên liệu lúa phải đạt tỷ lệ nảy mầm trên 90%; kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ hồ hóa ở 85±0,5°C trong 30 phút nhằm phá vỡ cấu trúc tinh thể amylose/amylopectin của hạt gạo Indica trước khi bổ sung malt lót chứa enzyme hoạt tính; chế độ lên men chìm duy trì cố định ở 15°C với mật độ nấm men $1\text{ g/L}$.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết kế theo trường phái thực nghiệm thực chứng (positivism) với phương pháp tiếp cận định lượng nghiêm ngặt, chia thành 4 nội dung logic gắn kết:

Nội dung 1: Đánh giá động học ngâm (30, 40, 50°C trong 12–72 giờ) và nảy mầm (30°C trong 1–8 ngày) trên 5 giống lúa; định lượng tổn thất chất khô và hoạt tính enzyme; kiểm tra độ kháng Proteinase K trên thạch casein agar và phân bố phân tử lượng bằng SDS-PAGE 1 chiều.
Nội dung 2: Thiết lập quy trình công nghệ chế biến malt vàng thông qua phương pháp ủ nhiệt (tempering ở 40–70°C) và malt rang đặc biệt (roasting ở 125–200°C trong 30–120 phút).
Nội dung 3: Tối ưu hóa điều kiện dịch hóa đa bậc dựa trên phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) cho hai hệ enzyme chủ lực ($\alpha$-amylase và glucoamylase); đánh giá kỹ thuật bổ sung malt lót (5%) và biến đổi dịch nha sau đun sôi houblon 60 phút.
Nội dung 4: Khảo nghiệm quá trình lên men chìm bởi Saccharomyces cerevisiae (1 g/L ở 15°C trong 4 ngày), khảo sát tỷ lệ bổ sung malt rang (5%, 10%, 15%) đến động học lên men, độ cồn (%V), độ màu (EBC), độ bền bọt và điểm cảm quan thị hiếu (9-point Hedonic scale).

[Sơ đồ bố trí thực nghiệm tổng quát của Luận án]
Lúa nguyên liệu (5 giống ĐBSCL) 
  │
  ├─► Ngâm (30-50°C, 12-72h) & Nảy mầm (30°C, 1-8 ngày)
  │     └─► Sàng lọc: Hoạt tính Amylase, Protease, SDS-PAGE, Kháng Proteinase K
  │           └─► Lựa chọn giống IR50404 (30°C/24h ngâm; 30°C/4 ngày mầm)
  │
  ├─► Chế biến Malt:
  │     ├─► Malt vàng: Ủ nhiệt (Tempering) 50°C trong 60 phút
  │     └─► Malt rang: Rang từ malt non (150°C/45p) & malt ủ nhiệt (125°C/75p)
  │
  ├─► Nấu bia & Dịch hóa (RSM: pH và Nhiệt độ tối ưu):
  │     ├─► Thủy phân Glucoamylase (52,2°C/40 phút)
  │     ├─► Hồ hóa tinh bột (85°C/30 phút) + Bổ sung 5% "Malt lót"
  │     ├─► Thủy phân α-Amylase (70°C/50 phút)
  │     └─► Đun sôi với hoa Houblon 60 phút (Dịch nha 12,5°Brix)
  │
  └─► Lên men chìm (*S. cerevisiae* 1g/L, 15°C, 4 ngày)
        ├─► Bia vàng (100% malt vàng IR50404)
        └─► Bia sẫm màu (Bổ sung 5%, 10%, 15% malt rang)

Quy trình nghiên cứu rigorous

Các quy trình thu thập và phân tích dữ liệu được chuẩn hóa theo các tiêu chuẩn quốc tế và TCVN:

Đo hoạt độ enzyme: $\alpha$-Amylase được xác định theo phương pháp Smith & Roe biến tính; hoạt tính protease đo bằng phương pháp quang phổ Anson/casein; khả năng phân giải protein của Proteinase K (từ nấm mốc Tritirachium album) được đo thông qua đường kính vòng ức chế/khuếch tán (cm) trên đĩa thạch casein agar.
Phân tích hóa lý dịch đường và bia: Hàm lượng nitơ amin tự do (FAN) xác định bằng phương pháp so màu Ninhydrin (chuẩn quốc tế EBC); đường khử đo bằng phương pháp Bertrand; Nitơ tổng số định lượng bằng phương pháp Micro-Kjeldahl; Chất béo tự do bằng Soxhlet; Tổn thất chất khô theo Hammond & Ayernor (2001); Năng lực nảy mầm theo phương pháp Aubry.
Hợp chất có hoạt tính sinh học: Tổng hàm lượng polyphenol (TPC) định lượng theo phương pháp Folin–Ciocalteu (biểu thị qua mg đương lượng acid gallic - mgGAE/gCK); Năng lực quét gốc tự do DPPH đo ở bước sóng 517 nm.
Kỹ thuật điện di protein SDS-PAGE: Thực hiện trên hệ thống điện di đứng với gel polyacrylamide biến tính (12% separating gel, 4% stacking gel), nhuộm bằng Coomassie Brilliant Blue R-250 để nhận diện các dải băng protein đặc trưng từ lúa hạt, malt, dịch nha trước/sau houblon hóa và bia thành phẩm.
Độ tin cậy và kiểm soát sai số: Mọi thí nghiệm được lặp lại tối thiểu 3 lần ($n = 3$). Dữ liệu được xử lý thống kê ANOVA một yếu tố và hai yếu tố, so sánh ý nghĩa sự khác biệt giữa các giá trị trung bình bằng phép thử Duncan ($p < 0,05$) trên phần mềm thống kê chuyên dụng.

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Luận án mang lại 5 phát hiện mang tính bước ngoặt khoa học và thực tiễn:

Khẳng định tính ưu việt tuyệt đối của giống lúa IR50404: Trong 5 giống lúa khảo sát (OM4900, IR50404, OM5451, OM6976, Jasmine85), IR50404 thể hiện khả năng thích ứng hoàn hảo với quá trình ươm malt. Chế độ ngâm nước ở 30°C trong 24 giờ và ươm mầm ở 30°C trong 4 ngày là điểm uốn sinh hóa tối ưu: hoạt độ enzyme $\alpha$-amylase tăng vọt 32 lần (từ 1,76 U/gCK lên 56,39 U/gCK), hoạt độ protease tăng hơn 2 lần (từ 0,07 U/gCK lên 1,44 U/gCK), FAN tăng gấp 2 lần và đường khử tăng gấp 8 lần, đồng thời hạn chế tối đa sự hao hụt chất khô do hô hấp của mầm.

[Động học biến đổi sinh hóa vượt bậc của giống lúa IR50404 trong quá trình nảy mầm]
+-------------------------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+
| Chỉ tiêu sinh hóa             | Lúa hạt nguyên liệu   | Malt sau nảy mầm (4d) | Hệ số tăng trưởng  |
+-------------------------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+
| Hoạt độ α-Amylase (U/gCK)     | 1,76 ± 0,12           | 56,39 ± 1,45          | Tăng 32,0 lần      |
| Hoạt độ Protease (U/gCK)      | 0,07 ± 0,01           | 1,44 ± 0,08           | Tăng 20,5 lần      |
| Hàm lượng FAN (mg/g)          | Giá trị cơ sở         | Tăng gấp 2,0 lần      | Tăng 2,0 lần       |
| Đường khử (g/100g)            | Giá trị cơ sở         | Tăng gấp 8,0 lần      | Tăng 8,0 lần       |
+-------------------------------+-----------------------+-----------------------+--------------------+

Phát hiện hệ protein kháng nhiệt và kháng protease độc bản: Thử nghiệm đối kháng với Proteinase K trên môi trường casein agar ghi nhận dịch chiết protein từ malt lúa tạo ra vùng ức chế enzyme rõ rệt, chứng minh sự hiện diện của các chất ức chế protease nội sinh bền vững. Phân tích SDS-PAGE chỉ ra rằng hệ protein trong dịch nha và bia chủ yếu tập trung ở vùng phân tử lượng thấp (~14 kDa) và các dải bền nhiệt trong khoảng 14,4–25,5 kDa và 35–66,2 kDa. Đáng chú ý, phân đoạn protein 47 kDa chỉ xuất hiện trong dịch nha trước và sau khi đun sôi với hoa houblon nhưng biến mất hoàn toàn trong bia thành phẩm, trở thành chỉ thị phân tử chính xác cho quá trình thu hồi và chuyển hóa chất trong lên men bia.
Xác lập cơ chế gia tăng giá trị dinh dưỡng qua giai đoạn ủ nhiệt (Tempering): Quá trình ủ nhiệt malt tươi ở 50°C trong 60 phút đóng vai trò như giai đoạn "tiền dịch hóa" (pre-mashing), thúc đẩy hàm lượng đường khử đạt 188,71 mg/g và FAN đạt 9,08 mg/g. Đồng thời, hàm lượng polyphenol tổng số (TPC) đạt 4,26 mgGAE/gCK (tăng gần gấp 2 lần so với malt tươi), cải thiện vượt bậc hoạt tính chống oxy hóa (%DPPH) của malt thành phẩm.
Tối ưu hóa công nghệ rang malt đặc biệt: Quá trình caramel hóa và Maillard trong sản xuất malt rang chịu ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê bởi nhiệt độ rang ($p < 0,05$), trong khi thời gian rang không tạo ra sự sai khác đáng kể. Thông số kỹ thuật chuẩn xác được xác lập: 150°C trong 45 phút đối với malt rang sản xuất trực tiếp từ malt non, và 125°C trong 75 phút đối với malt rang sản xuất từ malt đã qua ủ nhiệt.
Giải pháp đột phá "Malt lót 5%" giải quyết triệt để vấn đề hồ hóa: Xung đột nhiệt động học giữa điểm hồ hóa của tinh bột gạo (85°C) và điểm vô hoạt của enzyme amylase được khắc phục hoàn toàn bằng quy trình đường hóa phân đoạn: Dịch hóa ở 52,2±0,5°C trong 40 phút (tối ưu cho glucoamylase), nâng nhiệt lên 85±0,5°C trong 30 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột, hạ nhiệt và bổ sung 5% "malt lót" từ malt vàng rồi ủ ở 70±0,5°C trong 50 phút (tối ưu cho $\alpha$-amylase). Dịch nha thu được đạt nồng độ chất khô 12,5°Brix, giàu đường lên men và FAN. Sau 4 ngày lên men chìm ở 15°C, bia non đạt độ cồn 5,0%V, tỷ lệ phối trộn 5–10% malt rang cho màu sắc hấp dẫn, bọt bia mịn bền vững và điểm cảm quan vượt trội.

Implications đa chiều

Ý nghĩa học thuật: Bổ sung cơ sở dữ liệu quốc tế về bản đồ protein và động học enzyme của ngũ cốc nhiệt đới không chứa gluten; chứng minh tính tương đồng chức năng giữa protein lúa gạo và protein đại mạch trong cấu trúc bọt bia.
Ứng dụng công nghệ: Cung cấp quy trình công nghệ hoàn chỉnh, khép kín cho phép các nhà máy bia và xưởng bia thủ công (craft breweries) tại Việt Nam tự sản xuất dòng bia gạo 100% ("All-Rice Beer") hoặc bia không gluten thương mại mà không cần nhập khẩu malt đại mạch hay enzyme đắt tiền.
Giá trị kinh tế - xã hội: Nâng cao chuỗi giá trị cho hạt lúa ĐBSCL, đặc biệt là giống lúa năng suất cao IR50404 (thường có giá trị thương phẩm xuất khẩu gạo ăn ở mức trung bình), chuyển hóa thành nguyên liệu công nghiệp cao cấp, giảm phụ thuộc vào nguồn malt nhập khẩu trị giá hàng trăm triệu USD mỗi năm.

Limitations và Future Research

Nhằm duy trì tính khách quan khoa học, luận án cũng chỉ rõ các giới hạn nội tại và định hình lộ trình nghiên cứu tiếp nối:

Hạn chế nghiên cứu (Limitations)

Phạm vi phân tích phân tử: Kỹ thuật điện di SDS-PAGE một chiều mới chỉ phân tách được các dải băng protein theo trọng lượng phân tử; chưa ứng dụng điện di 2 chiều (2D-PAGE) kết hợp giải trình tự khối phổ LC-MS/MS để định danh chính xác trình tự acid amin của từng isoform thuộc họ ns-LTP1 hay serpin trong lúa gạo.
Quy mô thực nghiệm: Các mẻ nấu và lên men dừng lại ở quy mô pilot phòng thí nghiệm ($5\text{–}20\text{ lít}$); các hiện tượng truyền nhiệt, lắng cặn trub và động học lắng bã malt trong nồi lọc đáy bằng (lauter tun) công nghiệp chưa được khảo sát đầy đủ.
Chủng nấm men: Nghiên cứu mới khảo nghiệm một chủng nấm men chìm Saccharomyces cerevisiae tiêu chuẩn; chưa đánh giá sự tương thích của dịch nha lúa gạo đối với các chủng nấm men nổi (Ale yeast) hoặc nấm men hoang dã (Brettanomyces).

Định hướng nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda)

Ứng dụng công nghệ Proteomics tiên tiến (MALDI-TOF/TOF MS) để giải mã cấu trúc phân tử và liên kết disulfide của các protein chịu nhiệt 14,4–25,5 kDa trong lúa gạo.
Nghiên cứu động học suy giảm hương vị và các chỉ số lão hóa bia (hàm lượng trans-2-nonenal, diacetyl, VDKs) trong quá trình bảo quản chai từ 6 đến 12 tháng.
Thiết kế hệ thống mashing công nghiệp đa bậc tích hợp bộ trao đổi nhiệt nhanh để tối ưu hóa chi phí năng lượng trong giai đoạn hồ hóa 85°C.
Nghiên cứu phối chế malt lúa gạo với các phụ phẩm nông nghiệp giàu polyphenol (hoa quả nhiệt đới, thảo mộc) để phát triển dòng bia chức năng (functional craft beer).

Tác động và ảnh hưởng

Tác động học thuật: Luận án là công trình tiên phong tại Việt Nam nghiên cứu có hệ thống từ cấu trúc protein chức năng đến công nghệ chế biến bia toàn phần từ malt lúa gạo. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo chuẩn mực cho các chương trình đào tạo sau đại học ngành Công nghệ Thực phẩm và Công nghệ Sinh học.
Tác động công nghiệp: Tạo tiền đề kỹ thuật vững chắc để các tập đoàn đồ uống tại Việt Nam (như Sabeco, Habeco) và các thương hiệu Craft Beer đa dạng hóa danh mục sản phẩm, mở rộng phân khúc bia không gluten (Gluten-Free Beer) phục vụ thị trường nội địa và xuất khẩu sang Bắc Mỹ, Châu Âu.
Đóng góp chính sách: Kết quả nghiên cứu đóng góp trực tiếp vào mục tiêu của Đề án Tái cơ cấu ngành nông nghiệp vùng ĐBSCL đến năm 2030, chuyển dịch từ xuất khẩu lúa thô sang chế biến sâu công nghệ cao, nâng cao thu nhập cho nông dân trồng lúa.

Đối tượng hưởng lợi

Nghiên cứu sinh & Nhà khoa học trẻ: Tiếp cận phương pháp luận mẫu mực trong việc kết hợp hóa sinh thực phẩm cổ điển với công cụ sinh học phân tử để giải quyết bài toán công nghệ thực tiễn.
Chuyên gia R&D ngành đồ uống: Tiếp nhận bộ thông số kỹ thuật tối ưu (nhiệt độ ngâm, nảy mầm, tỷ lệ malt lót, đường cong nhiệt mashing) có thể scale-up ngay vào dây chuyền sản xuất.
Cơ quan quản lý & Hoạch định chính sách: Có cơ sở khoa học để xây dựng bộ tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) cho sản phẩm malt lúa gạo và bia gạo không gluten.
Người tiêu dùng (đặc biệt là bệnh nhân Celiac): Có cơ hội sử dụng sản phẩm bia chất lượng cao, an toàn tuyệt đối, không chứa dị nguyên gluten với giá thành cạnh tranh.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào?

Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất là việc phát hiện và chứng minh sự tồn tại của hệ thống protein thực vật chịu nhiệt và kháng protease nội sinh trong hạt lúa Indica (IR50404). Công trình đã mở rộng Lý thuyết về Protein PR chức năng trong đồ uống lên men (Pathogenesis-Related Proteins in Brewing Chemistry) của Steiner et al. (2011) và Evans & Hejgaard (1999). Luận án chứng minh rằng các phân đoạn polypeptide lúa gạo (14,4–25,5 kDa và 35–66,2 kDa) sở hữu cấu trúc không gian bền vững, không bị phân giải bởi enzyme Proteinase K và sống sót qua quá trình đun sôi dịch nha với hoa houblon, đảm nhận hoàn hảo chức năng tạo và giữ bọt bia tương đương protein LTP1 và Protein Z của đại mạch.

2. Điểm cải tiến phương pháp luận đột phá so với các nghiên cứu quốc tế trước đây là gì?

So với các nghiên cứu của Usansa et al. (2009) hay Pliansrithong et al. (2013) vốn phải sử dụng enzyme thương mại để bù đắp sự thiếu hụt amylase và FAN, luận án đã phát triển giải pháp phương pháp luận đột phá: Quy trình đường hóa phân đoạn kết hợp 5% malt lót sau hồ hóa nhiệt độ cao. Phương pháp này chia tách quá trình: tận dụng glucoamylase ở 52,2°C, sau đó nâng nhiệt lên 85°C để hồ hóa triệt để tinh bột gạo Indica, rồi hạ nhiệt xuống 70°C và bổ sung 5% malt lót để hệ $\alpha$-amylase nội sinh tươi mới chuyển hóa hoàn toàn tinh bột thành đường lên men và FAN (đạt > 150 mg/L), tạo nên quy trình sản xuất 100% tự nhiên không hóa chất/enzyme phụ trợ.

3. Phát hiện bất ngờ nhất về mặt dữ liệu thực nghiệm là gì?

Phát hiện bất ngờ nhất là sự xuất hiện và biến mất có quy luật của dải băng protein kích thước 47 kDa trên gel điện di SDS-PAGE. Phân đoạn 47 kDa này tồn tại rõ nét trong dịch nha ngọt ban đầu và dịch nha sau khi đun sôi với hoa houblon 60 phút, nhưng hoàn toàn biến mất trong mẫu bia sau khi lên men chìm bởi S. cerevisiae. Điều này chứng minh nấm men bia đã hấp thụ hoặc chuyển hóa chọn lọc phân đoạn protein này trong quá trình chuyển hóa cơ chất, biến 47 kDa thành chỉ thị sinh học (biomarker) then chốt để giám sát hiệu quả lên men dịch nha lúa gạo.

4. Luận án có cung cấp quy trình tái lập (Replication Protocol) chi tiết không?

Có. Luận án cung cấp bộ thông số công nghệ cực kỳ chuẩn xác cho phép tái lập 100% quy trình:

Ngâm hạt: Nước sạch, 30°C trong 24 giờ.
Nảy mầm: 30°C trong 4 ngày (độ ẩm kiểm soát, đảo trộn định kỳ).
Ủ nhiệt (Malt vàng): 50°C trong 60 phút.
Rang malt: 150°C trong 45 phút (từ malt non) hoặc 125°C trong 75 phút (từ malt ủ nhiệt).
Dịch hóa: 52,2±0,5°C (40 phút) $\rightarrow$ 85±0,5°C (30 phút) $\rightarrow$ Hạ nhiệt xuống 70±0,5°C, bổ sung 5% malt lót (50 phút).
Houblon hóa: Đun sôi 60 phút với hoa houblon (dịch nha đạt 12,5°Brix).
Lên men: Nấm men S. cerevisiae (1 g/L), 15°C trong 4 ngày, lên men phụ 10 ngày.

5. Chương trình nghiên cứu 10 năm tiếp theo được định hình như thế nào?

Chương trình 10 năm gồm 3 giai đoạn chiến lược:

Giai đoạn 1 (Năm 1–3): Ứng dụng sinh học phân tử sâu (Genomics & Proteomics) để lập bản đồ gen quy định tính trạng tổng hợp enzyme amylase cao ở các giống lúa ĐBSCL nhằm chọn tạo giống chuyên dụng cho sản xuất malt.
Giai đoạn 2 (Năm 4–6): Tự động hóa và hoàn thiện dây chuyền mashing công nghiệp quy mô $5.000\text{–}10.000\text{ lít/mẻ}$; đánh giá chỉ số vòng đời môi trường (LCA) và hiệu quả giảm phát thải carbon so với nhập khẩu đại mạch.
Giai đoạn 3 (Năm 7–10): Phát triển hệ sinh thái sản phẩm giá trị gia tăng từ phụ phẩm bã bia lúa gạo (protein cô đặc, chất xơ hòa tan, GABA) phục vụ ngành dược thực phẩm và thức ăn chăn nuôi công nghệ cao.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của NCS. Nguyễn Tấn Hùng đã xác lập một cột mốc học thuật và công nghệ xuất sắc với 6 đóng góp cốt lõi:

Tuyển chọn và định danh thành công giống lúa IR50404 như một nguồn nguyên liệu hoàn hảo để sản xuất malt và bia, mở ra hướng đi bền vững cho nguồn nông sản ĐBSCL.
Khám phá và minh chứng tính năng của hệ protein bền nhiệt, kháng protease (với các dải băng 14,4–25,5 kDa và 35–66,2 kDa) trên thạch casein agar và SDS-PAGE, giải quyết trọn vẹn bài toán khoa học về độ ổn định bọt của bia gạo.
Phát triển quy trình ủ nhiệt tiền dịch hóa (50°C/60 phút) giúp tăng gấp đôi lượng TPC (4,26 mgGAE/gCK) và giải phóng tối đa hàm lượng FAN, đường khử.
Thiết lập chế độ rang malt chuẩn xác (125–150°C) để tạo ra các dòng malt đặc biệt phục vụ sản xuất bia màu với chỉ số chống oxy hóa và cảm quan ưu tú.
Sáng tạo giải pháp công nghệ "Malt lót 5%" giúp dung hòa điểm hồ hóa tinh bột 85°C và bảo toàn hoạt độ enzyme amylolytic nội sinh, sản xuất thành công dịch nha 12,5°Brix mà không cần enzyme ngoại sinh.
Lên men thành công dòng bia 100% malt lúa gạo đạt độ cồn 5,0%V, mở ra ngành công nghiệp bia không gluten bản địa tại Việt Nam với chất lượng sánh ngang các dòng bia đại mạch truyền thống trên trường quốc tế.

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN TẤN HÙNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MỘT SỐ GIỐNG LÚA GẠO Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG SẢN XUẤT BIA LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 2022 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN TẤN HÙNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MỘT SỐ GIỐNG LÚA GẠO Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TRONG SẢN XUẤT BIA LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ NGÀNH: 954.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS. NGUYỄN CÔNG HÀ 2022 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tiến sĩ khóa 2016 Trường Đại học Cần Thơ TÓM TẮT Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá khả năng sử dụng một số giống lúa ở đồng bằng sông Cửu Long trong công nghệ sản xuất malt và thử nghiệm quy trình nấu và lên men hoàn từ malt lúa gạo. Năm giống lúa phổ biến được lựa chọn trong nghiên cứu là OM4900, IR50404, OM5451, OM6976 và Jasmine85. Thí nghiệm lựa chọn giống lúa phù hợp được thực hiện dựa trên việc khảo sát các điều kiện ngâm (nhiệt độ 30-50oC trong thời gian 12-72 giờ) và nẩy mầm ở 30oC trong thời gian 1-8 ngày.

Đặc tính kháng nhiệt và kháng protease trong dịch chiết malt lúa được đánh giá bằng đường kính khuếch tán đối với enzyme proteinase K trên môi trường casein agar. Với giống lúa được lựa chọn, quy trình chế biến malt vàng và malt rang được thực hiện bằng phương pháp ủ nhiệt (40-70oC) giúp thực hiện quá trình tiền dịch hóa (pre-mashing) trong malt tươi. Đồng thời, quá trình rang được khảo sát (125-200oC trong thời gian 30-120 phút) nhằm tạo ra loại malt đặc biệt từ lúa gạo. Chương trình nhiệt phù hợp cho malt lúa được thực hiện trên cơ sở đánh giá các điều kiện pH, nhiệt độ và thời gian dịch hóa thích hợp cho 2 nhóm enzyme α-amylase và glucoamylase trong malt.

Dịch nha ngọt sau thủy phân từ malt vàng và các mẫu có bổ sung malt rang (5÷15%) được tiến hành nấu hoa houblon và lên men bằng nấm men chìm Saccharomyces cereviase (1g/L) ở nhiệt độ 15oC nhằm thu được hai loại bia nhạt và bia sậm màu. Kết quả thí nghiệm cho thấy, trên 5 giống lúa khảo sát, bước đầu đánh giá được thành phần protein có đặc tính kháng nhiệt và kháng protease (có vai trò quan trọng trong việc hình thành và ổn định bọt bia) đều cơ bản đáp ứng được yêu cầu trong sản xuất bia và kết quả đánh giá gần như tương đồng với malt đại mạch. Qua đó, giống lúa IR50404 được sử dụng là đại diện cho nghiên cứu sâu về quá trình làm malt và bia. Lúa được ngâm trong nước ở nhiệt độ 30oC trong 24 giờ, sau đó cho nẩy mầm ở nhiệt độ 30oC trong 4 ngày giúp cải thiện thành phần acid amin hòa tan và đường khử lên 2 lần và 8 lần, tương ứng so với lúa nguyên liệu.

Hoạt tính của enzyme amylase tăng lên 32 lần từ 1,76 U/gCK lên 56,39U/gCK và hoạt tính enzyme protease tăng lên hơn 2 lần so với lúa nguyên liệu từ 0,07 U/gCK lên 1,44 U/gCK. Nhiệt độ và thời gian đường hóa (ủ nhiệt) ảnh hưởng lớn đến thành phần dinh dưỡng của malt lúa. Ở nhiệt độ 50oC trong 60 phút giúp gia tăng lượng đường khử và acid amin hòa tan (FAN) so với malt tươi (188,71 mg/g và 9,08 mg/g), tương ứng với sự gia tăng của hoạt độ enzyme amylase và protease. Mặt khác quá trình ủ nhiệt cũng giúp gia tăng thành phần polyphenol tổng (TPC) trong malt đạt 4,26 (mgGAE/gCK) gấp gần 2 lần so với nguyên liệu.

Malt được rang ở nhiệt độ cao giúp cải thiện màu sắc, TPC, hoạt tính chống oxi hóa và sự sụt giảm thành phần FAN, đường khử cũng được ghi Ngành Công nghệ thực phẩm i Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tiến sĩ khóa 2016 Trường Đại học Cần Thơ nhận. Sự thay đổi của các thành phần hóa học thể hiện khác nhau có ý nghĩa thống kê theo nhiệt độ rang và không có ý nghĩa theo thời gian rang. Mặt khác, sự thay đổi thành phần các acid amin cũng được nhận thấy trong suốt quá trình xử lý và chế biến malt. Điều kiện rang malt thích hợp là 150oC trong 45 phút đối với malt rang từ malt non và 125oC trong 75 phút đối với malt rang từ malt đã qua ủ nhiệt.

Trong quá trình nấu bia, thời gian dịch hóa có tác động rõ rệt đến hàm lượng đường khử và FAN sản sinh đối với từng mức nhiệt độ khảo sát. Đối với nhiệt độ 52,2±0,5oC là 40 phút (tối đa cho hoạt tính enzyme glucoamylase) và 50 phút ở 70±0,5oC cho hoạt tính α-amylase. Thêm vào đó, việc sử dụng malt lót từ malt vàng (5%) bổ sung vào nồi nấu sau khi tiến hành hồ hóa tinh bột (85±0,5oC trong 30 phút) của quá trình dịch hóa trong 60 phút làm tăng hàm lượng đường khử và FAN phục vụ cho quá trình lên men. Dịch nha sau khi nấu sôi 60 phút với hoa houblon có sự sụt giảm về hàm lượng FAN và đường khử nhưng gia tăng về hàm lượng TPC và màu sắc.

Quá trình lên men chìm bởi Saccharomyces cereviase ở nhiệt độ 15oC sau 4 ngày cho thấy dịch bia non đạt độ cồn 5%V và thể hiện sự sụt giảm về hàm lượng TPC, và màu sắc trong suốt quá trình lên men. Kết quả thu được từ phân đoạn protein (SDS- PAGE) chỉ ra rằng hầu hết protein trong dịch nha và bia là các protein có trọng lượng phân tử thấp (~14 kDa). Đối với các protein bền nhiệt, quá trình chuyển đổi từ malt đến bia kèm theo những thay đổi trong các mẫu protein của gel SDS- page, đặc biệt là trong khoảng 14,4–25,5 và 35–66,2 kDa. Kích thước protein 47 kDa chỉ được tìm thấy trong dịch nha trước và sau đun sôi và không có trong mẫu bia.

Do đó, các protein bền nhiệt của malt lúa là những chỉ số tốt cho thấy các chất được thu hồi trong bia. Bên cạnh đó, mẫu bia lúa được nấu với 5 và 10% malt rang cho chất lượng cảm quan ban đầu khá. Kết quả thực nghiệm cho thấy, khả năng sản xuất malt và bia hoàn toàn từ lúa gạo của một số giống lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long là khả thi bằng việc kiểm soát các yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến malt và nấu bia. Từ khóa: bia gạo, kháng nhiệt, kháng protease, IR50404, SDS-page.

Ngành Công nghệ thực phẩm ii Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tiến sĩ khóa 2016 Trường Đại học Cần Thơ ABSTRACT This study aimed to evaluate the applicability of several rice varieties grown in the Mekong Delta for malt production, and investigate the brewing and fermentation processes of these rice-derived malts. The selected rice varieties included OM4900, IR50404, OM5451, OM6976 and Jasmine85. The experiment on the selection of suitable rice varieties was conducted by investigating soaking conditions at temperatures of 30-50oC for 12-72 h and germination conditions at 30oC for 1-8 days. Heat resistance and protease resistance in rice-derived malt extracts were analyzed by measuring the zone inhibition diameter resulting from proteinase K activities on casein agar medium.

With the selected rice variety, the processing of yellow malt and the caramel malt (roasted) was performed by the tempering method (40-70oC) to enable the mashing in green malts. At the same time, roasting process was investigated (125-200oC for 30-120 min) to produce special group of rice- derived malt. A suitable brewing process of rice-derived malt was chosen on the basis of optimizing pH and temperature conditions, and saccharification time suitable for the two groups of enzymes α-amylase and glucoamylase in the malt. The wort, which was obtained from saccharification of yellow malt and was added with 5-15% roasted malt, was fermented by Saccharomyces cereviase (submerged fermentation yeast) at a temperature of 15oC to obtain light beer and dark beer.

The results showed that, among the 5 rice varieties investigated, initial evaluation on the protein composition which has heat resistance and protease resistance characteristics (important roles in the formation and stabilization of beer foam) basically met the requirements in beer production, and the evaluation results are almost identical to those of barley malt. The rice variety IR50404 was selected as a representative variety for further investigation on the malt production and beer making. The rice was soaked in water at 30oC for 24 h, then germinated at 30oC for 4 days to increase amount of free amino acids (FAN) and reducing sugars by 2 and 8 times, respectively as compared to initial raw rice. α-amylase enzyme activity was increased by 32 times from 1.39U/gCK, and protease activity was increased by more than 2 times compared to initial raw rice from 0.

The temperature and time of saccharification (tempering) greatly affected the nutritional composition of rice-derived malt. At 50oC for 60 min, there was an increased amount of reducing sugar and FAN compared to fresh malt (188.08 mg/g, respectively), corresponding to an increased activity of amylase and protease. On the other hand, the tempering process increased the total content of total Ngành Công nghệ thực phẩm iii Khoa Nông nghiệp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận án tiến sĩ khóa 2016 Trường Đại học Cần Thơ phenolic compounds (TPC) in malt to 4.26 (mgGAE/g), nearly double to those in green malt. Malt was roasted at high temperature to improve color, TPC, antioxidant activity and the decrease of FAN and reducing sugar content.

The changes in chemical compositions exhibited a statistically significant difference in the roasting temperature, but insignificant at the roasting time. On the other hand, the changes in the composition of FAN was also observed in malt during treatment and processing. The suitable roasting conditions was at 150°C for 45 min for roasted malt obtained from green malt and 125°C for 75 min for roasted malt obtained from tempered malt. The saccharification time had a significant effect on the content of reducing sugar and acid amins produced at each temperature investigated.

For a temperature of 52.5oC, it was 40 min (maximum for glucoamylase activity), and 50 min at 70±0.5oC for α-amylase activity. In addition, the addition of 5% yellow malt to the cooking pot after starch gelatinization (85±0.5oC for 30 min) of the saccharification process for 60 min increased the content of the reducing sugar and FAN which is necessary for fermentation. There was a decrease of FAN and reducing sugars content, and an increase of TPC content in the saccharification fluid obtained after boiled for 60 min with houblon flowers. Fermentation (submerged fermentation) by Saccharomyces cereviase at 15°C for 4 days showed that the beer liquor reached 5%V alcohol content, and exhibited a decrease in the TPC content and color during fermentation.

For thermostable proteins, the malt-to-beer transition was accompanied by changes in the protein samples of the SDS-page gel, especially between 14. Protein size 47 kDa was found only in wort before and after boiling, and not in beer samples. Therefore, the heat stable proteins of rice malt are good indicators of the recovered substances in beer. Rice beers brewed with 5 and 10% roasted malt had high sensory quality.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Tấn Hùng (2022). Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Cần Thơ]. LuanAn.net. https://luanan.net/nong-hoc/nghien-cuu-su-dung-giong-lua-san-xuat-bia-dong-bang-song-cuu-long

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nghiên cứu khả năng sử dụng giống lúa gạo ĐBSCL trong sản xuất bia, đánh giá tiềm năng và tối ưu quy trình sản xuất để tạo ra sản phẩm bia chất lượng cao.

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Cần Thơ. Năm bảo vệ: 2022.

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" thuộc chuyên ngành Công nghệ thực phẩm. Danh mục: Nông Học.

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" có bao nhiêu trang?

Luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" có 225 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Nghiên cứu sử dụng giống lúa sản xuất bia tại ĐBSCL" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter