Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA ppt

Đặc biệt, CO2 hoà tan trong bia có tác dụnglàm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảmmệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu như người uố

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

––&&&

Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA

GVHD: Cô Nguyễn Ngọc Tâm Huyên

Thực hiện: Nhóm 1 DH10DL

Đỗ Phi Phúc 10157145Nguyễn Văn Chiến 10157022Nguyễn Tư 10157227Phạm Thị Kim Thương 10157192Phan Thanh Tuyền 10157221 Nông Văn Cảnh 10157014

Mở đầu ……… 5

A Nguyên liệu và xử lí nguyên liệu ……….…6

I Malt đại mạch ……… ……… …6

1.Thành phần hoá học của malt đại mạch……… ……… 7

a.Nước( thuỷ phần) ……… ……… ….7

b.Glucid……… ……….…7

c.Các hợp chất chứa Nitơ……… ……… …9

d.Các hợp chất không chứa Nitơ……… ……… …10

e.Pherment( enzyme) ……… ……… ….10

II Nguyên liệu thay thế……… ……… 11

III Hoa huplong……… ……… 12

1.Chất đắng……… ……… 13

a.Anpha – acid đắng……… ……….……14

b.Bêta – acid đắng……… ……… … 14

c.Nhựa mềm……… ……… ……14

d.Nhựa cứng……… ……… … 14

2.Tinh dầu thơm……… ……… ……15

3.Chất chát……… ……… …15

4.Chất có chứa Nitơ……… ……… … 15

IV.Nước……… ……….……16

B Giống vi sinh vật và qui trình lên men bia .….……….16

B1.Giống vi sinh vật……… ………16

I.Phân loại……… ……….…… 17

II.Đặc điểm hình thái và kích thước……… ………18

III.Thành phần cấu tạo……… ………18

IV.Thành phần hoá học……… ……… 19

V.Sinh trưởng và sinh sản……… ……….… 20

1.Sinh trưởng……… ……….…20

2.Sinh sản……… ……… 21

a.Sinh sản vô tính……… ……… 21

b.Sinh sản hữu tính……… ……….22

VI.So sánh……… ……….…23

B2.Quá trình lên men……… ……….…24

I.Lên men chính ……… 24

II.Lên men phụ ….……….25

C.Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men……… ……….…26

1.Lượng nấm men gieo cấy ban đầu……… ……….….26

2.Nồng độ chất hoà tan của dịch đường huplong hoá……… ….26

3.Nhiệt độ của dịch lên men……… ……… ….26

4.Áp suất bề mặt……… ……… 27

5.Cường độ khuấy đảo dịch lên men……… ……… …27

6.Nồng độ của sản phẩm lên men……… ……… 27

D.Tạo thành phẩm .……… ……… 27

1.Làm trong bia……… …28

2.Bão hoà CO2 ……… 28

3.Tăng độ bền của bia ……… 28

E.Lợi ích, tác hại của bia ……… ……… 29

I.Lợi ích……… ……… 29

II.Tác hại……… ……… 32

F.Thực trạng ngành bia Việt Nam……… ………32

G Chiến lược makerting_Giải pháp SICPATRACE® cho ngành bia 33 H.Một số kiến nghị……… ……… 35

MỞ ĐẦU

Cội nguồn của Bia là từ Châu Á, cả ngàn năm

trước công nguyên, ở vùng đất Mesopotamia thuộc

IRAQ ngày nay Vào thời đó, người ta dùng bột lúa

mạch làm ra bánh mì nướng, sau đó nhúng vào nước và

dùng giống men có trong thiên nhiên để ủ tạo nên một

thứ thức uống mà giờ đây,trong tiến trình phát triển, có

tên gọi là Bia Bia là một loại nước giải khát lên men rất

bồ dưỡng Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng khoảng

3-6%), có gas (hàm lượng CO2 khoảng 3-4 g/l), có bọt

mịn xốp, có hương vị thơm ngon rất đặc trưng Ngoài

ra, bia còn chứa một số chất bổ dưỡng:

 Chất đạm: Đặc biệt là đạm hoà tan chiếm

8-10% chất tan, bao gồm protein, peptid và amino acid

 Glucid: Glucid tan (70% là dextrin, pentosan – sản phẩm caramel hoá)

 Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B1, B2 …)

Ngoài ra, trong bia chứa một lượng enzyme khác nhau Đặc biệt, CO2 hoà tan trong bia có tác dụnglàm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảmmệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp

Nhờ những đặc điểm nêu trên, bia được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thếgiới

Cũng như các công nghệ khác,quy trình sản xuất bia bao gồm ba công đoạn chính sau:

 Xử lí nguyên liệu

 Lên men

 Thu hồi – tạo thành phẩm

A Nguyên liệu và xử lí nguyên liệu

Công thức nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất bia:

Bia = Mail đại mạch + Hoa Huplong +H2O

Ta có thể điểm qua các bước trong khâu xử lí nguyên liệu

thấm, chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng

thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm

ra ngoài Vỏ hạt chiếm một giá trị khá lớn nhưng

không có giá trị dinh dưỡng Đối với công nghệ sản

xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi

là vì trong vỏ chứa các chất màu, các chất đắng &

chất chát Nếu những chất này hoà tan vào dịch

đường sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm Mặt

lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc

trong quá trình tách bã khỏi khối cháo

- Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần

giá trị nhất của hạt Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một

- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so với trọng lượng củahạt Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay

cả trong công nghệ sản xuất bia Quá trình chế biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay

sự phát triển của phôi Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và tích luỹhoạt lực của enzyme trong hạt Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu thiếu nó thì cơ

sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ

Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất

bia, Malt được sản xuất từ đại mạch Quá trình quan

trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình

nảy mầm Mục đích của quá trình này là biến hạt đại

mạch thành sản phẩm giàu các enzim xúc tác sinh học,

có hương vị thích hợp,màu sắcmong muốn cho loại bia

sẽ sản xuất Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim

chủ yếu có trong đại mạch, ứng dụng thuỷ phần hợp

chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch

(dịch chiết, dịch lên men) khi hoạt lực enzim tăng dễ

dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo nhiệt độ,độ ẩm và

môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ

phân trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do, tăng cường hoạtđộng tích luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim khác Nhờ lượng tích tụ trong hạt kếtquả là sự thuỷ phân tinh bột, protit, hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ diễn ra triệt để hơn Sau quá trìnhnảy mầm đem sấy khô tách rễ và làm sạch

1.Thành phần hoá học của đại mạch

Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp Các chỉ số về thành phần hoá học là nhân tố quyếtđịnh chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không.Đối với cộng nghệ sản xuất bia, các hợp phần sau quan trọng hơn cả:

a.Nước (thuỷ phần)

Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt Hàm ẩm cao sẽkích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt Hai quá trìnhnày là nhân tố quan trọng nhất làm haotổn chất khô.Thuỷ phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Đặc biệtnguy hiểm là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt

b.Gluxit

- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza

- Disaccharit chủ yếu là saccharoza& maltoza

- Trisaccharit là đường raphinoza

- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại mạch bao gồm:tinhbột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan

 Tinh bột

Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng giống có chất lượng cao có thểđạt 70% Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có 2 chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữcho phôi & thứ hai là nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men Tinh bột được phân

bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể, có kích thước khá bégọi là “hạt tinh bột” Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh bột đã được hồ hoá sẽ đường hoánhanh hơn và triệt để hơn

Tinh bột gồm amylopectin và amyloza Amyloza bao gồm các gốc đường glucoza liên kết với nhauqua cầu oxy anpha-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng Amylopectin bao gồm các gốc đường glucoza liên kếtvới nhau qua cầu oxy anpha-1,6 và anpha-1,4 glucozid và tạo mạch nhánh Mạch amyloza được xoắn theovòng và có cấu trúc không gian giống như chiếc lò xo Khi tiếp xúc với dung dịch I2 thì chúng bị hấp thụvào khoảng không của chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh Khi cấu trúc lò xo bị phá

vỡ thì tính chất này cũng không còn Đối với tác dụng của enzyme amylaza, mạch amyloza bị phân cắtthành các đường đơn giản maltoza và glucoza.Amylopectin là chất vô định hình,nó không tan trong nướcnóng mà chỉ tạo thành hồ, với dung dịch I2 amylopectin chuyển thành màu tím

Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza để tạo thành dextrin,đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit Các oligosaccharit này cùng với một ítdextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lênmen

Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công nghệ sản xuất malt và bia vìđây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ sở lí thuyết của quá trình ngâm,ươm mầm, sấy malt

và đường hoá nguyên liệu

 Xelluloza

Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ Phân tử xellulozagồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và khó bị phân cắt trong môi trường bình thường.Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và cấu trúc trong suốt tiến trìnhsản xuất bia Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạolớp màng lọc phụ lý tưởng

 Hemixelluloza

Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ gồm pentoza,hexozan và axituronic Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ phân thành hexoza vàpentoza Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào dịch đường và tạo thành chất chiết, là nguồncung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men

 Các hợp chất pectin và hợp chất keo

Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có độ nhớt cao Sự tồn tại củahợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường mang tính 2 mặt Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường

có độ nhớt cao, khó lọc, còn mặt tích cực là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọtcủa sản phẩm

 Saccharit thấp phân tử

Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép Các loại đường đơn giản tronghạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của phôi,đặc biệt là giaiđoạn đầu của quá trình ươm mầm

c.Các hợp chất chứa Nitơ

Hàm lượng các hợp chất chứa N 2 trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô của hạt Tuy chiếm tỷ lệthấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quátrình ươm mầm

 Protit

Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ tiêu chuẩn để sản xuất biahay không Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất khó bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽkhông triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo chỉ số non yếu khác Hàm lượng protit tốt nhất chosản xuất bia là 8-10% Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộctrước hết vào mức độ thuỷ phân của protit Không những thế các thông số này còn phụ thuộc vào tỷ lệgiữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ phân

Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit:

- Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin Trong quá trình sản xuất malt và biathì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia còn các cấu tử khác

bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã malt và cặn lắng

- Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử khác có bản chất phiprotein Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan không bền vững Trong sản xuất bia, proteitgây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường làcông việc cần thiết nhưng cũng rất khó khăn

 Các hợp chất chứa N2 phi protit

Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm tăng vị đẫm đà của bia.Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của bia vì chúng chính là tác nhân gây đục Peptitđược tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan vào dịch đường để tạo dung dịch bền vững

và tồn tại trong bia như những thành phần dinh dưỡng

Acid amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản xuất bia, là nguồn cung cấp

N2 cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phầndinh dưỡng quan trọng

d.Các hợp chất không chứa Nitơ

Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp với protit cao phân tử tạo phức chất dễ kếtlắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm Mặt khác sự hoà tan của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu

đi hương và vị của bia Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó chịucho bia

Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric, khi bị thuỷ phân tạo inozit

và axit phosphoric Hợp chất này là nguồn cung cấp photpho cho nấm men đồng thời làm tăng độ chuacủa dịch cháo ở giai đoạn đường hoá, đây là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân

Vitamin: B1 , B2 , B6 , C, PP2 , tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acid pholievic và những dẫnxuất vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng của mầm

Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: P2O5 35%; SiO2 26%; K2O 21%; MgO 9%; CaO2,8%; Na2O 2,4%; Fe2O3 1,5%; Cl 1% Các chất khoáng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuấtmalt và bia: nguyên tố P tham gia hình thành hệ thống đệm của dịch đường

e.Pherment (enzyme)

Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia Giai đoạn ươm mầm, hạt hút nước bổ sungđến 43-44% thì hệ enzyme được giải phóng khỏi trạng thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do Đếngiai đoạn ươm mầm hoạt lực enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năngthuỷ phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt Các sản phẩm thuỷ phân được hoà tanvào nước và trở thành chất chiết của dịch đường Trong hạt đại mạch gồm 2 nhóm enzyme chính làhyđrolaza và decmolaza

 Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:

Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin gồm 2 enzyme: anpha amylaza và beta - amylaza Enzyme anpha - amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin, làenzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ thích hợp 70oC, pH = 5,7 Enzyme beta - amylaza tácđộng trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đườngmaltoza và dextrin, nhiệt độ thích hợp là 63oC, pH = 4,7

Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza Enzyme đầu thuỷ phân hemixelluloza thành cácsản phảm trung gian,còn enzyme sau thuỷ phân các sản phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng làpentoza và hexoza Nhờ có quá trình phân cắt này, thành tế bào bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzymekhác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực

- Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó chúng tiếp tục bị phâncắt thành peptit và polypeptit Độ chua thích hợp cho nhóm enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0,nhiệt

độ 50oC

- Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên phân tử của các đipepti

và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin Peptidaza hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ50-52oC

- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc cao Nhiệt độ tối ưucho hoạt động của lipaza là 35oC, pH = 5

- Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối liên kết este của axitphosphoric trong phân tử amylopectin Nhờ quá trình này tinh bột được hồ hoá một cách dễdàng hơn.nhiệt

độ tối ưu của enzyme này là 70oC, pH = 5,6

- Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng tham gia thuỷ phân fitin.Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia vì H3PO4 được giải phóng sẽ tăng độ chua tácdụng và tăng cường lực đệm của dịch đường

 Decmolaza:

Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí glucid (thựcchất là quá trình lên men rượu) nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi chất của tế bào.Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươmmầm

2.Chỉ tiêu, chất lượng của malt trong sản xuất bia:

∙ Hình dáng bên ngoài của hạt:

Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt

óng ánh (giống như màu rơm), hạt có màu xanh

là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm,

hạt có chấm màu nâu hoặc xám (đặc biệt là

hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả

năng nảy mầm, hạt có mùi thơm đặc trưng

(giống màu rạ tươi)

Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của

giống lúa: với một loại giống đại mạch có chế

độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu

Trong sản xuất chỉ chấp nhận 5% các hạt ngoại

lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn

- Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 - 9)% trọng lượng hạt, không dùng hạt có chỉ số lớn hơn 9%(10% - 12%)

- Dung trọng:

 Đại mạch loại 1 dung trọng (lon hon hoac bang) 680g/l hạt

 Đại mạch loại 2 dung trọng(650 - 680)g/l hạt

 Đại mạch loại 3 dung trọng(630 - 650)g/l hạt

- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng(35 - 45)g/1000 hạt

- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 - 14)% chất khô của hạt Protit càng nhiều, tinh bộtcàng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp Đại mạch có nhiều prôtit quá thì khó chế biến Nhưng ngượclại protit < 8% thì không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột Đại mạch chất lượng cao nếu protidchiếm từ(9 - 11)%chất khô

- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 - 65)% trọng lượng hạt Đại mạch dùng để sản xuất bia phải cólượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 - 65)% tính theo chất khô

Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc khác, tất cả phải thuộcmột nhóm đồng nhất Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không có vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyêndùng để sản xuất bia vàng

II Nguyên liệu thay thế

Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được lâu dài, trong sản xuấtbia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thócmầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc các loại đường (gluco, saccaro,malto ) để làm nguyên liệu thaythế

Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nước phương đông như Việt Nam, Trung Quốc, Nhật,Triều Tiên , thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ (70 - 75)% chất khô, các loại đường chiếm từ (2 -5)% chất khô, protit từ (7- 8)% chất khô, chất béo từ (1 - 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 - 1,2)% chấtkhô Ta nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu được một lượnglớn các chất hoà tan (khoảng 90% chất khô)

Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu kết hợp với malt(tỷ lệthường là 20%) &thu được những loại bia có chất lượng cao

Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế Tuy nhiên tiểu mạch không

có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein của chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá

để tạo thành phức chất keo tụ Phức chất này có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi

là gluten Vì tính chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ, vạn bất tắc dĩ mới sửdụng chúng trong sản xuất bia Còn với ngô thì trong công nghệ sản xuất bia, loại ngô được dùng thay thếmalt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) và được sử dụng dưới dạngbột đã nghiền nhỏ Một trở ngại lớn khi đưa ngô vào sản xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lượngchất béo nhiều, khó lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia Để sử dụng loại cốc này cóhiệu quả, trước lúc đưa vào chế biến dịch đường ngô phải qua một công đoạn tách phôi và vỏ

III Hoa huplong

Hoa huplong là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây

leo, chiều cao trung bình của cây houblon thường từ (10 - 15) m, lácây hình bàn tay Hoa huplong gồm hoa đực và hoa cái Trong

ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn,

hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương

lupulin Cấu tạo của hoa huplong có những thành phần chính

sau: cuống hoa, cánh hoa và những hạt lupulin vàng óng tựa

phấn hoa Những hạt phấn hoa này chứa chất đắng và chất thơm

của hoa huplong Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều

kiện trồng hoa huplong Người ta đã chứng minh rằng ở điều

kiện thời tiết nhiều ánh nắng mặt trời thì hoa sẽ có nhiều hạt

lupulin hơn

Hoa huplong có hình dạng quả trứng, dài từ (3 - 4) cm, màu hoa khi chín thường từ vàng đến vàngóng Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa (66 - 67)%, hạt lupulin (19 - 20)%, cuống hoa (7 -8)% và những cuống con của cánh hoa (5 - 6)% Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới Thành phần chủ yếu trong hoa huplong: trong hoa huplong có chứa đựng những hợp chất đặc trưngcho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm những hợp chất này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuậttrong sản xuất bia Ngoài những hợp chất đặc trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng

tự các loại thực vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật Thànhphần hoá học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:

1.Chất đắng

Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon Nó tạo cho bia vị đắng đặc biệt và dễ chịu,tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia Các chấtđắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rấtlâu Với nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát triển của vi sinh vật

Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm

Thành phần chất đắng trong hoa houblon gồm nhiều hợp chất (tính theo % chất khô):

b) Beta - axit đắng

Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon,prelupulon Lupulon là hợp chất dạng tinh thể,màu trắng dạng lăng kính hoặc que dài, nóng chảy ở 92oC So với humulon thì lupulon kém đắng hơnnhưng tính kháng khuẩn cao hơn Nếu bị oxy hoá beta - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứngkéo dài hulupon sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng

c) Nhựa mềm.

Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được xác định về thành phần hoáhọc Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường cao hơn beta - axit đắng vì vậy chúng tạo ra đượclực đắng khá lớn cho bia Đây là hợp phần có giá trị của chất đắng

d) Nhựa cứng

Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa mềm Chúngđược hình thành trong quá trình sấy và bảo quản Cấu tử này hầu như không hoà tan vào nước và dịchđường, chúng thải ra ngoài theo cặn lắng Đây là hợp phần không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia

2.Tinh dầu thơm

Tinh dầu của hoa huplong hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một mùi thơmđặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu Tinh dầu thơm là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu,

có mùi thơm rất mạnh Tỷ trọng của chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao Trong nước

tỷ lệ hoà tan của chúng không đáng kể Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường

Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa huplong có đến 98% lượng tinh dầu bay ra ngoài theohơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia Đối với bia vàng thì lượng tinh dầu 2% này quyết định hươngthơm của chúng

3.Chất chát

Chất chát (tanin) trong hoa huplong có ý nghĩa nhất định trong quá trình kỹ thuật và ảnh hưởng tớichất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và làm kết tủa những chất protit không bền vững, làmtăng độ bền vững của bia Với lượng chất chát vừa phải nó gâybia có vị chát nhẹ, dễ chịu,nếu lượng nàynhiều sẽ gây cho bia chát và đắng Người ta sử dụng tanin của hoa huplong để loại các cấu tử protein khóbiến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong bia sẽ gây đục sau này

4.Chất có chứa Nitơ

Trong hoa huplong có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit, albumin, pepton,axitamin, muối amon trong số này có khoảng 44% những chất chứa N có khả năng kết tủa với axitphospho – wolfram Tiếp đến khoảng 20% là muối amon, amitvà 19% aminvà những chất khác

IV Nước

Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 - 90)% trọng lượng bia thành phẩm.Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnhhưởng rất lớn tới đặc điểm, tính chất và chất lượng bia thành phẩm Trong quá trình sản xuất bia cần mộtlượng nước rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men, rửa thiết bị vànấu hơi Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có thành phần và tính chất thích hợp nhấtđịnh

Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó Nước mạch thường chứa nhiều muối và chất hữu

cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn Phụ thuộc vào thành phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua,những dòng nước mạch có những lượng muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau Đặc biệt acit cacbonatrất thừa thãi trong đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và những cacbonat khác và đưa chúng về các dạngbicacbonat Nước thiên nhiên rất giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion

Ca, Mg, Na, K, Fe, Al và các anion -OH, -HCO3, -NO2

Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là nước dùng để nấu dịch lênmen Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình hồ hoá, đường hoá Ngoài ra các muối

của chúng đi vào thành phần của dịch đường và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tínhchất của bia

Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của dịch đường và bia Cácbicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những chất đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gâycho dịch đường và bia có vị đắng khó chịu Đặc biệt Na2CO3 và NaHCO3 hoà tan cả các chất chát của maltgây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia

Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các hợp chất hữu cơ và visinh vật Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh hưởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuậtsản xuất bia, phải thường xuyên kiểm tra dưới kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước,nếu lượng này nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 vàcác nitrit Tốt nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung bình Về mặt cảm quan nước phảithoả mãn yêu cầu giống như đối với nước dùng để uống

Chất lượng của nước:

 Độ cứng của nước (nho hon hoac bang) (4 - 10)oĐ

 Vi sinh vật (nho hon hoac bang) 100 tế bào/lít

 Các kim loại nặng: không có

 Các vi sinh vật gây bệnh:không có

 Ecoli (nho hon hoac bang) 2% (2 tế bào/lít).)%

B Giống vi sinh vật và quy trình lên men bia.

B1 Giống vi sinh vật.

Lên men bia là giai đoạn quan trọng , quyết định

chất lượng của bia và hiệu suất sản xuất Quá trình lên

men sẽ chuyển hoá thành ethanol do tác nhân gây lên

men là các chủng nấm men thuộc giống Saccharomyces

Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng là (25 - 30)oC,

nhưng một số loài trong giống này vẫn có thể phát triển

tốt ở nhiệt độ (2 - 3)oC Nấm men bia ngừng hoạt động ở

nhiệt độ trên 40oC và có thể chết dần ở nhiệt độ này

nhưng chúng lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm trí

ở nhiệt độ -180oC chúng vẫn sống Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển trong môitrường có oxy lẫn môi trường không có oxy Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường mới có oxyhoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho sinh sản và phát triển Khi đã trảiqua một giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào nấm men lại thu năng lượng nhờ hệenzim đặc biệt của mình qua phản ứng oxy hoá khử các cơ chất Nấm men đóng vai trò quyết định trongsản xuất bia vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên liệuthành sản phẩm.

I.Phân loại.

Giống [Chi] Saccharomyces có khoảng 40 loài (van der Walt, 1970) và các loài trong giống nàyđược biết nhiều do chúng được ứng dụng trong làm nổi bánh, bia, rượu,… chúng hiện diện nhiều trongsản phẩm có đường, đất, trái cây chín, phấn hoa,…

Một số loài đại diện:

Trong lên men bia có thể sử dụng hai phương pháp sau:

Lên men nổi: Thường sử dụng chủng Sac Cerevisiae.

Lên men chìm: Thường sử dụng chủng nấm men Sac Carlsbergensis.

II Đặc điểm hình thái và kích thước:

Nấm men saccharomyces có hình bầu dục, gần tròn, kích thước khoảng 6 - 8 µmx 5 - 6 µm Nấmmen Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5 - 14 mircomet.Saccharomyces là loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, gồm có nấm men nổi và nấm men chìm: Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thànhchuỗi tế bào nấm men Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan với kích thước 7-10 micromet

Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặpđôi Hình dạng chủ yếu là hình cầu

Sự khác nhau giữa nấm men nổi v à nấm men chìm: là khả năng lên men các loại đường trisacarit,

ví dụ raffinoza Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinoza trong khi đónấm men nổi chỉ sử dụng đ ược 1/3 đường sacaroza Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp,khả năng trao đổi chất khi lên men và khả năng hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất của nấm menchìm chủ yếu xảy ra trong quá tr ình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vìvậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzym thấphơn nấm men nổi Khả năng tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi

III Thành phần cấu tạo:

Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và thuộc giới nấm.Nấm men Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:

 Vách tế bào

 Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vậnchuyển các chất dinh dưỡng cho tế bào