công nghệ thực phẩm đại cương

công nghệ thực phẩm đại cương

BỘ

GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI CƯƠNG

ĐỀ TÀI : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

GVHD : ThS BÙI ĐỨC CHÍ THIỆN

PHẦN I TỔNG QUAN

1 Sơ lược về bia

1.1 Giới thiệu sản phẩm

1.2 Lịch sử phát triển

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam

2 Nguyên liệu sản xuất

2.1 Hạt đại mạch

2.1.1 Các giống đại mạch và chủng loại

2.1.1.1 Phân loại đại mạch

2.1.1.2 Các giống đại mạch

2.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch

2.1.2.1 Cấu trúc bên ngoài

2.1.2.2 Cấu trúc bên trong

2.1.3 Thành phần và tính chất của đại mạch

2.1.4 Quá trình làm sạch, phân loại và bảo quản đại mạch

2.1.4.1 Phân loại và làm sạch đại mạch

2.1.4.2 Bảo quản đại mạch

2.1.5 Đánh giá chất lượng đại mạch

2.1.5.1 Đánh giá chất lượng đại mạch bằng tay

2.1.5.2 Đánh giá bằng các phương pháp hóa lý

4 Giá trị dinh dưỡng

5 Các trường hợp gây hư hỏng bia

PHẦN II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

1 Sơ đồ quy trình

2 Thuyết minh quy trình

3 Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm

PHẦN III KẾT LUẬN

PHỤ LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay cùng với tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa của đất nước, ngành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Đóng vai trò chủ lực, trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống

Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống có truyền thống từ lâu đời, có chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và không được chưng cất sau quá trình lên men

Ngày nay, bia được sử dụng rộng rãi trên thế giới Nó đã trở thành một loại thức uống không chỉ sử dụng được trong các buổi tiệc cưới, hợp mặt, gặp gỡ trong những ngày

lễ tết mà nó còn được xem như một thức uống giải khát cho mọi người

Bia là thức uống được đánh giá là có lợi cho sức khỏe nếu biết sử dụng đúng cách, không lạm dụng Vì bản chất bia là một loại thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, có độ cồn thấp chứa nhiều enzyme Amylaza có lợi cho tiêu hóa và sự tuần hoàn của máu lên não, mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa, mà còn giảm được sự mệt mõi sau một ngày làm việc mệt nhọc

Khi đời sống kinh tế phát triển, nhu cầu tiêu thụ bia của con người ngày càng tăng, thậm chí trở thành nước giải khát không thể thiếu hằng ngày đối với mỗi người dân phương Tây Ở Việt Nam cũng có rất nhiều thương hiệu bia nổi tiếng như bia Đại Việt, bia Sài Gòn, bia 333…

Bài báo cáo sẽ giúp chúng ta hiểu biết hơn về các nguyên liệu sử dụng trong sản xuất bia, cũng như quy trình và cách chế biến để có loại bia thành phẩm đạt chất lượng tốt.

PHẦN I:

TỔNG QUAN

1 Sơ lược về bia:

1.1 Giới thiệu sản phẩm:

Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống

Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men

Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza

1.2 Lịch sử phát triển:

Bia đã được phát hiện từ 8000 năm trước, ở xứ Mesoptamia là một trong những nơi xuất hiện nền văn minh sớm nhất của nhân loại Dân du mục tình cờ phát hiện khi lúa dại được ủ sẽ bị vi sinh vật tự nhiên tác động tạo ra một dung dịch uống được, cùng với thời gian dung dịch này đã trở thành một thứ thức uống rất được ưa thích

Đến 7000 năm TCN con người ở xứ Babilon đã tìm ra cách làm bia từ lúa mạch (hạt đại mạch) và lúa mì, vài năm sau đó người Ai Cập cổ đại, Ba Tư, các nước lân cận ở vùng Trung Đông Châu Á rồi tràn xuống các nước phía Nam cũng đã tìm ra cách làm bia với vị thơm ngon đặc trưng của các vùng hoàn toàn khác nhau

Ở Trung Quốc công nghệ sản xuất bia được ghi nhận trong các tài liệu cổ có từ những năm 2300 TCN Trong thời gian này các nước La Mã, Hi Lạp cũng sản xuất được bia, cái tên bia là “beer” xuất phát từ chữ “bibere” có nghĩa là uống trong tiếng La Tinh.Mãi đến năm 1857, nhà khoa học người Pháp Luis Paster đã nghiên cứu và đi tới khẳng định: nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia.

Đến những năm cuối thế kỉ XIX, một số nhà khoa học Đức và Nga mới chứng minh được rằng, nấm men tạo nên các enzyme và các enzyme này là những chất xúc tác sinh hóa đặc biệt để chuyển nguyên liệu thành sản phẩm

Từ năm 1867 đến năm 1875 công nghệ làm bia phát triển mạnh ở Cộng Hòa Zech và Slovakia (Tiệp Khắc), Đức, Anh, Pháp, Thụy Điển, Italia, Nga, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha,… và đã có một số nhà máy sản xuất bia ra đời, sản xuất theo hình thức công nghiệp

và ngày nay nó đã duy trì và phát triển thành nhiều hãng bia nổi tiếng trên thế giới như: Carsberg, Heneiken, Larser,…

Từ năm 1970 đến 1919 các thương gia người Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Anh, Pháp, Italia,… đã giao du tới châu Mỹ và họ đã đem công nghệ làm bia tới lục địa này

Mỹ trở thành quốc gia đứng đầu thế giới về cả chất lượng và số lượng

Ngày 18/10/1919, một đạo luật có tên là Volstead ra đời cấm sản xuất và tiêu thụ các thức uống có chứa Ancohol, lúc đó ngành công nghiệp sản xuất bia chựng lại, số lượng bia giảm xuống Mãi đến 5/12/1933 bản sửa đổi luật Volstead ra đời cho phép các khu vực tự ban hành và quản lý sản xuất và tiêu thụ bia, lúc này công nghệ sản xuất bia mới phát triển mạnh mẽ trở lại

Đến nay, bia đã sản xuất và tiêu thụ khắp thế giới và Mỹ vẫn là nước có tầm ảnh hưởng lớn nhất về thói quen uống bia và tiêu thụ bia trên toàn thế giới

1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam:

1.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới:

Hiện nay có trên 25 quốc gia năm 2003 sản xuất bia với sản lượng hơn 1 tỷ lít/năm, trong đó Mỹ, cộng hòa liên bang Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 1 tỷ lít/ năm Bình quân đầu người lượng bia uống trên thế giới hiện nay là 25 lít/năm

Bảng 1 21 nước có sản lượng bia nhiều nhất thế giới (năm 2005) (ĐVT: triệu hecto lít/năm)

Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng

Bảng 2 19 nước tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới (năm 2005) (ĐVT: lít/người/năm)Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng

1.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam:

Trong những năm gần đây, nhiều nhà máy xí nghiệp bia lớn được đầu tư công nghệ tiên tiến hiện đại Cụ thể, công ty bia Hà Nội đã đầu tư hệ thống bồn lên men, lấp thêm 2

hệ thống máy chiết chai và dây chuyền làm lon bia… hiện đại đưa năng suất từ 30 triệu lít/năm lên 50 triệu lít/năm Công ty bia Sài Gòn đầu tư công nghệ và thiết bị rất hiện đại đưa năng suất từ 77,6 triệu lít/năm lên 166 triệu lít/năm Các nhà máy bia BGI Tiền Giang, nhà máy bia Tiger, Heneiken… Việt Nam đã và đang trên đà mở rộng quy mô sản xuất với công suất được nâng lên rất nhiều lần

Ngoài những nhà máy có tên tuổi sản phẩm đạt chất lượng quốc tế như bia Sài Gòn,

Hà Nội, Tiger, Heneiken,… thì ở địa phương khắp trên cả nước đều có sản xuất bia với quy mô vừa và nhỏ Loại bia này gọi là bia địa phương, bia hơi,… đã ra đời trong bối cảnh hết sức thuận lợi và nhu cầu về bia tăng nhanh khi cung còn quá thấp

Tuy nhiên, các cơ sở nấu bia quy mô nhỏ đã gặp nhiều khó khăn do thiếu vốn, nguyên liệu… nên dây chuyền công nghệ thường bị chấp vá, thiết bị máy móc không đồng bộ, dây chuyền công nghệ có nhiều khâu còn bán thủ công, chưa tự động hóa hoàn toàn Đây

là nguyên nhân ít nhiều làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Năm 2004 đã thống kê thì sản lượng bia nước ta cho thấy hàng năm đã tăng lên rất đều đặn, đến năm 2004 đã tăng lên 784 triệu lít/năm

2 Nguyên liệu sản xuất bia:

4 loại nguyên liệu chính cần dùng cho quá trình sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa bia, nước và nấm men Chất lượng của chúng quyết định đến chất lượng bia thành phẩm.Malt đại mạch chứa hàm lượng tinh bột lớn, vỏ dính rất chắc vào hạt ngay cả khi đập bông lúa hoặc tuốt lúa và chế biến thành malt đại mạch

Ngũ cốc không phải đại mạch: sắn, gạo, bo bo và lúa mì hay các bán sản phẩm được làm từ chúng thường được sửa dụng như nguyên liệu thay thế đại mạch

Hoa bia mang hương vị thơm và đắng đặc trưng cho bia Chất lượng bia phụ thuộc rất lớn vào chất lượng hoa bia

Quá trình lên men rượu trong sản xuất bia phụ thuộc hoạt độ của nấm men Nấm men ảnh hướng lớn đến chất lượng bia do các phản ứng biến đổi của nó mà tạo ra các sản phẩm khác nhau khi lên men bia

Nước chiếm tỷ lệ 85-90% trong thành phần của bia thành phẩm Vì vậy thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia Nó tác động đến đặc tính của bia và chất lượng của 1 số công đoạn xử lí

2.1 Hạt đại mạch:

Đại mạch (Hordeum-vulgare) cung cấp tinh bột cho sản xuất bia Tính bột chuyển hóa thành chất hòa tan có thể lên men được Qua trồng trọt và canh tác các giống đại mạch khác nhau chúng ta có thể thu được các loại đại mạch tốt nhất cho sản xuất malt với độ hòa tan và thành phần tốt nhất cho sản xuất bia

2.1.1 Các giống đại mạch và chủng giống:

2.1.1.1 Phân loại đại mạch:

Chia làm 2 nhóm: đại mạch mùa đông (gieo hạt giữa tháng 9) và đại mạch mùa xuân (gieo hạt giữa tháng 3 và 4)

Các loai đại mạch khác nhau có đặc điểm khác nhau

Năng suất của đại mạch mùa đông khoảng 6tấn/ha, cao hơn đại mạch mùa xuân chỉ khoảng 4tấn/ha Do vậy nhiều nước trồng đại mạch mùa đông hơn đại mạch mùa xuân

2.1.1.2 Các giống đại mạch:

Hiệp hội sản xuất bia châu âu đã đăng ký khoảng 300 giống đại mạch mùa xuân, 100 giống đại mạch mùa đông hai hàng và 100 giống đại mạch mùa đông 6 hàng

Để có malt có hình dạng và chất lượng đồng nhất, số hạt đại mạch trong 1 mẻ cùng

1 giống càng nhiều càng tốt Nên gieo trồng giống thuần chủng mới sử dụng hết ưu điểm của nó Gieo trồng đại mạch thuần chủng cần xác định thong số về chất lượng sau:

− Khả năng kháng côn trùng và bệnh tật

− Sức khỏe của thân cây

− Khả năng hút chất dinh dưỡng cao

− Năng suất hạt cao

− Hình dạng và sự phân bố hạt đều, đẹp

− Tốc độ hút nước cao và độ nhạy nước thấp

− Hàm lượng chất chiết cao

− Hàm lượng nitơ thấp

− Năng lực nảy mầm cao

− Khả năng hình thành enzyme cao

2.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch:

2.1.2.1 Cấu trúc bên ngoài:

Trong quá trình phát triển, vỏ quả bị kéo dài trong bông lúa, bông lúa bị tách rời khi đập lúa

2.1.2.2 Cấu trúc bên trong:

Gồm 3 phần chính: mầm, nội nhũ, vỏ

− Mầm chứa phôi,chồi mầm lá mà từ đó lá và rễ con mọc lên

− Phần nội nhũ có các tế bào chứa tinh bột Trong quá trình nảy mầm các tế bào nội nhũ cung cấp năng lượng cho phôi phát triển

− Vỏ đại mạch chia thành 3 phần chính: alơron, testa, pericarp

2.1.3 Thành phần và tính chất của đại mạch:

Hàm lượng ẩm trung bình: 14 - 14,5%

Hàm lượng trung bình của các thành phần tính theo khối lượng chất khô như sau:

− Cacbonhydrate tổng số 70 - 85%

− Các chất vô cơ 2 - 4%

− Các chất khác 1 - 2%

2.1.3.1 Các hợp chất cacbonhydrate:

Chiếm tỷ lệ lớn nhất nhưng tính chất thì khác nhau, cần quan tâm trong quá trình sản xuất malt và chất lượng của thành phẩm

Các hợp chất quan trọng nhất: tinh bột, các loại đường, xenluloza, hemixenluloza và các chất keo

a) Tinh bột (C6H10O5)n

Chiếm 50-63% thành phần của đại mạch

Thành phần tinh bột gồm 2 chất:

− Amyloza: 20-25%, tan trong nước nóng, không bị hồ hóa

− Amylopeptin: 75-80%, không tan trong nước, hồ hóa ở nhiệt độ cao

b) Xenluloza

5-6% xenluloza tập trung ở vỏ trấu và là hợp chất tạo cấu trúc Xenluloza có các chuỗi 1,4 mạch dài không phân nhánh (hình), vị trí không gian của các phân tử glucoza có liên quan với nhau.xenluloza không hòa tan trong nước và không bị phá vỡ bởi enzyme của malt đại mạch Do vậy, xenluloza không ảnh hưởng đến chất lượng của bia

c) Hemixenluloza:

Hemixenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào nội nhũ

Gồm :

− β -glucan : 80-90%

d) Đường:

Có hàm lượng rất nhỏ 1.8-2% Đường này là sản phẩm trao đổi chất được sử dụng khi hạt nảy mầm Chủ yếu là saccaroza và 1 ít glucoza và fructoza

2.1.3.2 Các hợp chất chứa nitơ:

Hàm lượng nitơ tính theo protein, khoảng 8-16% Lượng chất chiết giảm 0.7-1% khi hàm lượng protein tăng

Hàm lượng protein trong malt cho phép tối đa là 11.5% tổng số chất khô Tuy nhiên, chỉ có 1/3 lượng protein đi vào bia thành phẩm, dù lượng protein trong bia tương đối nhỏ nhưng có tác động rất lớn đến chất lượng bia

Hợp chất chứa nitơ chia làm 2 nhóm chính: protein và các sản phẩm thủy phân

a) Protein:

Là hợp chất chứa nitơ có phân tử lượng cao, khối lượng phân tử 20.000-300.000, không tan trong nước, kết tủa khi đun sôi

Theo Osborne, protein được phân làm nhiều loại dựa vào độ hòa tan trong nước:

− Glutelin: 30%, chỉ tan trong dịch kiềm loãng, hầu hết phân bố ở alơron, không bị thủy phan và bị thải ra ngoài theo bã hạt

− Prolamin (hordein): 37%, tan trong cồn 80 ° và 1 phần còn sót lại trong bã hạt

− Globulin (edestin): 15%, tan trong dịch muối pha loãng và trong dịch hèm

β−globulin ( chứa S ) không kết tủa hoàn toàn, kể cả khi kéo dài thời gian sôi, gây đục bia

− Albumin ( leucosin): 11%, tan trong nước Khi đun sôi kết tủa hoàn toàn

Hàm lượng protein giảm trong quá trình sản xuất malt và bia bởi chúng bị phân hủy

do enzyme tạo nên các sản phẩm protein thủy phân

 Sản phẩm protein thủy phân:

• Đặc điểm: hòa tan trong nước, kết tủa khi đun sôi Hầu hết chúng có trong bia thành phẩm

• Phân loại:

− Sản phẩm protein thủy phân cao phân tử làm tăng độ bền bọt bia và gây đục bia

− Sản phẩm protein thủy phân phân tử thấp

− Sản phẩm protein thủy phân phân tử thấp hơn là nguồn dinh dưỡng chính cho nấm men bia

− Đặc trưng của protein

− Số lượng và axit amin tham gia

− Trình tự hoặc thứ tự axit amin

− Sự sắp xếp không gian 3 chiều của axit amin trong phân tử protein

2.1.3.3 Chất béo:

Chiếm khoảng 2%, chủ yếu ở alơron và mầm Hầu hết là triglyxerit Đây là các axit béo mạch dài ( a.stearic, a.oleic, a.linoleic và a.linolenic), không tan trong nước và không bị biến đổi trong hạt, bị thải ra ngoài theo bã hạt Ảnh hưởng xấu đến bọt bia

2.1.3.4 Các hợp chất vô cơ:

Khoảng 2-3% là chất khoáng, trong đó chủ yếu là các chất vô cơ:

− Phôtphat ( chủ yếu là P2O5 ): 35%

− Muối kali ( K2 O): 20%

2.1.3.5 Các hợp chất khác:

Có số lượng nhỏ nhưng tác động không nhỏ đến chất lượng bia và quá trình sản xuất: hợp chất polyphenol, tanin, vitamin

2.1.4 Quá trình làm sạch, phân loại và bảo quản đại mạch:

2.1.4.1 Phân loại và làm sạch đại mạch:

a) Mục đích và yêu cầu:

• Mục đích:

Đại mạch sau khi thu hoạch chứa nhiều tạp chất ảnh hưởng khả năng nảy mầm cần loại bỏ chúng: kim loại, đất, cát, sỏi, lá cây, bụi, vật lạ…tùy tạp chất có phương pháp làm sạch khác nhau

• Yêu cầu:

Các hạt có cùng kích thước, hạt lớn chứa nhiều tinh bột và chất hòa tan càng nhiều, đảm bảo sự nảy mầm cùng thời điểm, không chứa hạt lạ, đặc biệt là hạt các cây họ dầu ( cải dầu, hướng dương) vì tác động xấu tới độ giữ bọt

b) Quá trình làm sạch và phân loại đại mạch:

Công việc làm sạch và phân loại được thực hiện nối tiếp nhau qua các thiết bị sau: thiết bị vận chuyển, máy tách kim loại, máy quạt sàng, máy chọn hạt và máy phân loại

 A.thiết bị vận chuyển: băng tải, gầu tải, vít tải

 B.máy tách kim loại:

• Mục đích: làm sạch từ tính, tách mạt sắt hay tạp chất kim loại ra khỏi khối hạt.

2.1.4.2.Bảo quản đại mạch:

a) Mục đích:

Sau khi thu hoạch, khả năng nảy mầm kém, khả năng nảy mầm trở lại bình thường sau 6-8 tuần bảo quản Các nhà sản xuất malt từ đại mạch vừa thu hoạch xong bắt buộc phải có hệ thống kho dự trữ nguyên liệu trong khoảng 2 tháng trước khi đưa vào chế biến thành malt đại mạch

b) Yêu cầu của quá trình bảo quản đại mạch:

− Bảo đảm 60-70% lượng đại mạch cần thiết để sản xuất trong 1 năm của nhà máy

− Bảo đảm việc thong gió dễ dàng và hiệu quả cho khối hạt

− Bảo đảm nhiệt độ ổn định trong khu vực khi và tron khối hạt

− Bảo đảm việc khống chế hàm ẩm của khối hạt không vượt quá 15%

− Không trộn lẫn các lô hạt khác giống và khác độ chín

− Ngăn ngừa sự xâm nhập của côn trùng, sâu bọ, …

c) Một số quá trình quan trọng xảy ra trong quá trình bảo quản:

Hô hấp: hàm ẩm của hạt, nhiệt độ khối hạt, sự thong gió của khối hạt

Quá trình chín sau thu hoạch

d) Quá trình sấy sơ bộ đại mạch trước khi bảo quản:

Gồm: sấy liên tục và sấy gián đoạn

Yêu cầu:

− Không khí nóng dùng để sấy phải sạch

− Đại mạch tiếp xúc với không khí nòng càng nhiều càng tốt

− Sau khi sấy đại mạch cần được làm nguội

e) Các phương pháp/ điều kiện bảo quản đại mạch:

Sau khi sấy sơ bộ, đại mạch được chuyển vào bảo quản trong thời gian dài ở nhiệt độ 12-13 ℃ Nếu lớn hơn 15 ℃ , nguy cơ bị vi sinh vật gây hại xâm phạm, quá trình

hô hấp diễn ra mạnh làm giảm nồng độ cơ chất của hạt trong quá trình nảy mầm

Thông khí cũng cần thiết nhằm giảm sự tăng nhiệt độ do quá trình hô hấp Thường các kho chứa đại mạch được lắp thiết bị điều hòa nhiệt độ và hệ thống thông khí

Có 3 loại kho bảo quản đại mạch:

− Kho bằng

− Kho xilô bằng xi măng

− Thùng chứa

2.1.5 Đánh giá chất lượng đại mạch:

2.1.5.1 Đánh giá chất lượng đại mạch bằng tay:

− Mùi: sạch, tươi, giống mùi rơm

− Độ ẩm: khô, thả nắm hạt từ tay hạt rơi xuống dễ dàng

− Màu sắc và độ sáng: màu vàng giống màu rơm, màu sáng đồng nhất

− Tính chất của vỏ hạt: vỏ nhăn đều, mỏng giàu chất chiết

− Tạp chất: không có cỏ dại, cát, sỏi, rơm rạ, kim loại, hạt vỏ, hạt mốc…hạt ngũ cốc không phải đại mạch

− Hạt vỡ: cần được loại bỏ

− Hình dáng và kích thước hạt: to đều và đầy đặn Tuy nhiên, hình dáng phụ thuộc chủ yếu vào giống đại mạch

− Sự đồng nhất: tỷ lệ các hạt đầy đặn cao

− Côn trùng: mọt lúa…

2.1.5.2 Các phương pháp hóa lý:

a) Phân loại:

− Loại hảo hạng: ít nhất 95% hạt trên rây 2.8mm và cho phép < 2% qua rây 2.2mm

− Loại tốt: ít nhất 90% hạt trên rây 2.8mm và 2-4% lọt qua sàng 2.2mm

− Loại trung bình: ≥ 85% trên rây 2.8mm và 3-4% lọt qua sàng 2.2mm

b) Khối lượng 1000 hạt:

Khối lượng 1000 hạt (g, tính cả ẩm)= kh ́ô i lư ́ơ ng 1000 h ́a t x 1000 t ́ô ng s ́ô hạt

Khối lượng 1000 hạt (g, tính theo chất khô)=

kh ́ô i lư ́ơ ng1000 h ́a t (sau s ́â ykhô) x(100−W )

1.5.2.4 Độ cứng (tính chất nội nhũ)

Xác định bằng máy farinator, cắt dọc hoặc cắt ngang Đại mạch tốt cần chứa không dưới 80% lượng bột

d) Kiểm tra các tính chất hóa học:

• Độ ẩm

• Protein

− Các tác động bất lợi:

Lượng protein quá nhiều thì lượng tinh bột sẽ giảm

Nước hèm nhiều hợp chất nitơ thì khó lọc trong, khó bảo quản

 Các tác động có lợi:

Lượng enzyme ngoại mạch ( β−amylaza β−glucanaza ) và có liên quan với hàm lượng nitơ trong hạt Hàm lượng tối thích của nitơ là 10-11% trọng lượng khô của hạt

• Chất chiết: tập hợp các chất có thể hòa tan thành dịch chiết trong quá trình đường hóa, chiếm 77-80%

• Hoạt lực diastaza: đại mạch chính không chứa α−amylaza , nên chỉ cần xác định β−amylaza Biểu thị bằng đơn vị Windish Kolbach nằm trong khoảng 200 đến 400

e) Sự nghỉ của hạt:

Là hiện tượng hạt được đặt trong điều kiện về độ ẩm, nhiệt độ, thông khí thích hợp nhưng không diễn ra sự sinh trưởng, phát triển nào

2.1.5.3 Kiểm tra các tính chất lý học

a) Kiểm tra nảy mầm:

Cần phân biệt giữa: hiệu lực nảy mầm, năng lực nảy mầm, và khả năng nảy mầm

− Hiệu lực nảy mầm: tỷ lệ % hạt nảy mầm ở 20 ℃ sau 3 ngày khi để hạt giữa

2 tờ giấy lọc vào trong hợp petri và cho 4ml nước

− Năng lực nảy mầm: tỷ lệ % hạt nảy mầm sau 5 ngày

b) Khả năng nảy mầm:

Xác định dựa trên cơ sở các mầm sống nhuộm màu dưới tác dụng của 1 chất tạo màu Các hạt của mầm chết thì không tạo màu

c) Tính nhạy đối với nước:

Thông qua sự chênh lệch về số các hạt nảy mầm khi cho nảy mầm 100 hạt trong hộp petri với 4ml nước và 8ml nước sau 72h/20 ℃

Hiệu số số

Tên khoa học: humulus lupulus, thân leo thuộc hàng urticacée, họ moracé

Trong sản xuất bia, chỉ sử dụng hoa cái, bởi chúng chiết nhựa đắng và các loại tinh dầu ( dầu thơm)

2 yếu tố quan trọng nhất của hoa houblon là nhựa hoa và các tinh dầu Nhựa hoa tạo vị đắng của bia, tinh dầu tạo hương Các chất này chứa trong hạt lupulin, hạt này chiếm 1/5 khối lượng khô của hoa

2.2.1 Các vùng trồng hoa houblon

Đức và mỹ là 2 quốc gia sản xuất hoa houblon lớn nhất, tiếp theo là CH Czach và hiện nay có cả Trung Quốc

Các giống hoa houblon

Giống hoa Sản lượng (tấn)

Các loại khác 37.6

2.2.2.Thu hoạch, sấy khô, bảo quản hoa houblon:

2.2.2.1 Thu hoạch:

Houblon được thu hoạch ở thời điểm khi hoa đã đạt độ chín kỹ thuật vào cuối tháng

8 và nên hoàn thành trong 14 ngày Hiện nay, hoa houblon được thực hiện hoàn toàn bằng máy

2.2.2.2 Sấy khô:

Hoa bia vừa hái có độ ẩm 75-80%, rất khó bảo quản phải được sấy khô ngay lập tức Nhiệt độ sấy hoa cao nhất 60 ℃ cho tới khi hàm lượng ẩm còn 8-12%

2.2.2.3 Làm cho ổn định houblon:

1 số phương pháp:

• Ép và đóng houblon vào bao

• Cao hoa

• Sản xuất chế phẩm houblon dạng viên

2.2.3 Cấu trúc búp hoa houblon:

Búp hoa có dạng hình nón, dài 3-5cm 1 búp hoa có bộ phận như: cuống, trục, cánh hoa, nhị hoa và hạt lupulin.

2.2.4 Thành phần và tính chất các cấu tử chính của hoa houblon:

2.2.4.2 Các hợp chất đắng của hoa houblon:

Nhựa đắng có giá trị nhất và nằm trong các hạt lupulin

Vai trò: tạo vị đắng đặc trưng, có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp

cho bia có khả năng giữ bọt lâu, có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Hoa houblon chứa 15-21% nhựa đắng tính theo chất khô, trong đó, nhựa mềm tan trong hexan chiếm 90%, còn lại là nhựa cứng tan trong ete và methanol

Thành phần chính của nhựa mềm là các α v ̀a β−axit đắng và các chất nhựa mềm chưa xác định được

Các cấu tử nhựa cứng chính là : xanthohumol, isoxanthohumol và flavon

Công thức tính độ đắng hoa houblon của Wolmer:

Độ đắng= α−axit + β− fraction / 9

2.2.4.3 Tinh dầu thơm của hoa houblon:

Houblon chứa 0.5-1.5% tinh dầu thơm, với những loại hoa houblon thơm chứa tới 4% Các tinh dàu houblon được tạo thành trong đài lupulin và cho houblon hương thơm đặc trưng

3-2.2.5 Đánh giá hoa houblon và chế phẩm hoa houblon:

2.2.5.1 Đánh giá bằng cảm quan:

Theo phương pháp tiêu chuẩn của ủy ban sản xuất hoa houblon châu âu:

Các thành phần có giá trị được đánh giá đến 100 điểm

Các thành phần làm giảm giá trị hoa được đánh giá đến -30 điểm

Đánh giá chung: hoa houblon được phân loại như sau:

 <60đ: xấu

 60-66: trung bình

 74-79: rất tốt

 >80: cực tốt (hảo hạng)

2.2.5.2 Hàm lượng chất đắng

Bột hoa houblon (%

chất khô)

Bột hoa đã

được xử lý (%

chất khô)

Cao hoa (% chất khô)

2 Tổng hàm lượng nhựa mềm 10-18 18-36 24-34

3 Giá trị về độ dẫn điện 4-10 7-20 9-30

4 Phần nhỏ β 5-9 11-16 15-24

2.2.6 Các chế phẩm hoa houblon:

Ưu điểm:

- Bia có độ đắng ổn định

- Thời quan bảo quản khá dài nên có điều kiện sử dụng linh hoạt hơn, không bị phụ thuộc vào sản lượng cụng như chất lượng hoa trồng hàng năm, cũng như tránh biến động giá hoa

- Độ đắng cao hơn hoa tươi

- Có thể định lượng tự động hóa trong sản xuất

Chia chế phẩm houblon làm 2 nhóm: hoa viên và cao hoa

2.3 Nước:

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm Chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia Lượng nước sử dụng trong sản xuất bia thường trong khoảng 3,7 – 10,9 hl/hl bia

2.3.1 Thành phần:

Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn nước khai thác

Nước mạch thường chứa nhiều muối và chất hữu cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn Nước còn phụ thuộc vào thành phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua Đặc biệt axit cacbonic có dư trong các lớp đất giúp hình thành nên bicacbonic khi nó hòa tan các cacbonat kiềm thổ và những cacbonat khác Ngoài Ca(HCO3)2, MgSO4, Na2SO4, Na2SO3,

K2SO4, nước còn chứa một lượng nhỏ MgCO3, CaCO3, FeCO3 và các muối aluminat, silicat, photpho, nitrat, nitrit, NH3 Trong đó, muối Ca2+ và Mg2+ là nguyên nhân chính gây nên độ cứng của nước

Bảng 3.1 Các thành phần chính trong nước ngầm

Thành phần Hàm lượng (mg/l) Thành phần Hàm lượng (mg/l)Cặn khô 200 - 500 Cl (Dạng lien kết) 10 – 40

 Độ cứng của nước:

Độ cứng của nước chia ra làm 2 loại:

- Độ cứng tạm thời (độ cứng cacbonat), có thể loại bỏ được, tạo nên bởi các muối bicacbonat và cacbonat của Ca2+ và Mg2+

- Độ cứng vĩnh cửu ( Độ cứng không cacbonat hay độ cứng sunfat) hình thành

do các sản phẩm của phản ứng giữa các axit sunfurit, clohydric, nitric với một

số muối khoáng

Độ cứng của muối khoáng tạo nên bởi các ion Ca2+ và Mg2+ được thể hiện bằng độ

pH hay đương lượng/lít Ở châu Âu và Việt Nam thường dùng độ cứng cũa Đức (0D hoặc

0H) để đo độ cứng của nước

10H = 10mg CaO hay 7,14mg MgO trong 1 lít nước

10H = 0,357mg đương lượng/lít hay 1mg đương lượng/lít = 2,804 0H

Quy định độ cứng của một số nước hiện nay và hệ số chuyển đổi như sau:

150,0

0,021

Dựa vào độ cứng chung của nước, người ta phân loại nước:

Bảng 3.3 Phân loại nước theo độ cứng

pH của nước thường từ 6,5 – 7 Nước có độ axit yếu.

 Ảnh hưởng của các ion chính có trong nước đối với quá trình sản xuất malt đại mạch và bia:

• Ca2+: có trong tất cả các nguồn nước mạch Hàm lượng Ca2+ thay đổi trong giới hạn từ (5 - 6) đến (200 – 250) mg/l ( tính theo CaO) Muối của chúng với H2CO3, đặc biệt là Ca(HCO3)2 gây ảnh hưởng xấu đến quá trình đường hóa, nó làm giảm độ axit của dịch hồ hóa và dịch đường Ion canxi có những ảnh hưởng sau:

- Bảo vệ enzyme amilaza khỏi bị ức chế do nhiệt độ

- Kích hoạt các protein và các amylaza trong quá trình đảo trộn và tăng năng suất đảo trộn

- Giải phóng cation H+ để chuyển hóa photphat kiềm bậc 2

- Làm giảm tính axit khi phản ứng với một ít bicacbonat canxi

- Làm tăng độ axit khi phản ứng với CaSO4

- Trong quá trình lọc dịch đường, canxi làm giảm pH, tăng tốc độ lọc và ngăn cản quá trình chiết các hợp chất màu, các hợp chất silic và các hợp chất làm tế bào co lại

- Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, canxi trợ giúp quá trình đông tụ các hợp chất protein, làm giảm màu dịch đường và khả năng đồng phân của các α-axit đắng của hoa houblon

- Trong quá trình lên men, canxi làm tăng khả năng lắng của nấm men

- Trong quá trình tàng trữ, canxi làm tăng quá trình làm trong bia

- Các chất oxalate trong malt bị canxi kết tủa thành canxi oxalate

• Mg2+ : Có trong các nguồn nước mạch với lượng ít hơn Ca2+ Thường từ (3 – 4) đến (80 – 100) mg/l ( tính theo MgO) Muối của chúng với H2CO3 có ảnh hưởng xấu hơn so với muối Ca2+, vì Mg2+ bị hòa tan một phần, mặt khác MgSO4 có vị đắng, do đó gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia

• Na+ : Có trong nước thường dưới những dạng như Na2CO3, Na2SO4 hay NaCl Nó có phản ứng kiềm, do đó làm môi trường axit của dịch cháo Sunfat natri cho bia có vị đắng Với hàm lượng NaCl dưới 200mg/l có ảnh hưởng tốt tới mùi vị của bia Hàm lượng Na+ có trong nước thường từ 15 –

20 mg/l (tính theo Na2O)

- Na+ có thể có tác dụng ức chế với quá trình nảy mầm và có ảnh hưởng xấu tới chất lượng malt

- Nếu hàm lượng Natri quá cao sẽ làm cho bia có vị mặn và chua

- Nước có chứa xút là chất kiềm mạnh và ngay cả khi đã trung hòa cũng ảnh hưởng tới chất lượng bia

• K+ : Trong nước có một lượng nhỏ, có tác dụng tương tự như Na2O

- Nồng độ K+ trong nước nấu bia không vượt quá 10mg/l

- K+ ức chế nhiều loại enzyme trong quá trình sản xuất bia

- K+ gây vị mặn cho bia

• Fe2+ : Đặc biệt Fe có một ảnh hưởng khá lớn đối với quá trình sản xuất malt

và bia Sắt có trong nước thường dưới dạng Fe(HCO3)2 Nếu hàm lượng sắt tương đối lớn sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng bia Do đó, người ta chỉ cho phép nồng độ Fe2+ có trong nước không quá 0,2 – 0,5 mg/l

- Trong sản xuất malt, nếu dùng nước chứa sắt đẩ ngâm malt làm cho vỏ malt có màu xám

- Trong quá trình sản xuất bia, cac muối sắt gây ảnh hưởng xấu, nồng độ sắt trong nước bia làm bia chỉ được phép < 0,1 mg/l

- Fe2+ ức chế một số loại enzyme

- Fe2+ có mặt trong quá trình sản xuất bia sẽ bị loại bỏ theo bã

• Cu2+ : Đồng mang lại những bất lợi như Fe2+, thậm chí còn độc hơn với nấm men

• Mn2+ :

- Mangan có ảnh hưởng tích cực tới protein

- Mangan hoạt hóa một số enzyme

- Trong nước dùng để sản xuất bia, nồng độ mangan không được vượt quá 0,2 mg/l

- Mangan ảnh hưởng tiêu cực tới độ bền keo của bia

• Zn:

- Zn2+ có tác dụng tốt trong quá trình lên men đặc biệt đối với sự tổng hợp protein, sự tăng trưởng của nấm men, thúc đẩy quá trình lên men và giảm lượng H2S tạo thành

- Các ion sufat phản ứng với MgCO3 tạo ra MgSO4 gây vị đắng cho bia

• Clorua (Cl-) :

- Ức chế khả năng lắng của nấm men.

- Nồng độ Cl- > 500mg/l có thể làm kéo dài thời gian nhân giống của nấm men, gây khó khăn cho quá trình làm trong bia ở giai đoạn tàng trữ

- Nồng độ Cl- < 300mg/l không có những ảnh hưởng tiêu cực, làm tăng khả năng làm trong bia, độ bền keo và độ dịu của bia được tăng lên

- Nồng độ NaCl không được vượt quá 400mg/l, nếu không bia sẽ trở nên quá sánh

- NaCl nhiều gây khát nước khi uống bia

- Các Cl- với Ca2+ và Mg2+ cho ra các loại bia có độ sánh và có vị ngon

• Nitrit: Nitrit được tạo thành do sự nhiễm tạp các vi khuẩn Gram loại Obesium bacterium Paster và Enterobacter

- Sự có mặt của nitrit cho thấy sự nhiễm tạp bởi nước thải hữu cơ

- Độc với nầm men

- Có thể chuyển hóa thành hợp chất nitrosamine bay hơi hoặc không bay hơi

• Nitrat:

- Trong sản xuất bia, nồng độ nitrat không được vượt quá 39mg/l

- Các loại nấm men khác nhau có thể khử nitrat thành nitrit làm cho bia có

vị của phenol, và cũng có thể tạo ra cả nitrosamine

- Các thử nghiệm cho thấy với nồng độ clo tự do trong nước không gây ảnh hưởng lên thành phần và vị bia

• Photphat:

- Việc dùng nước có nhiều thạch cao hay vôi làm mất nhiều photphat hữu cơ, ngược lại làm mất ít hơn các photphat vô cơ

2.3.2 Nước sử dụng trong nhà máy bia:

Trong sản xuất malt và bia, nước được sử dụng theo 3 hướng khác nhau: ngâm đại mạch, sản xuất dịch đường, rửa men và rửa thiết bị Yêu cầu về tính chất và thành phần của nước củ mỗi hướng một khác

 Nước dùng để ngâm đại mạch:

Yêu cầu quan trọng nhất của nước dùng để ngâm đại mạch là không chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật

Ảnh hưởng của các thành phần muối trong nước đối với quá trình ngâm đại mạch được thể hiện theo hai chiều hướng: Hòa tan các chất trong vỏ hạt và sau đó các muối hòa tan ngấm vào bên trong hạt

Muối ảnh hưởng đến các quá trình bên trong hạt và làm cản trở những quá trình biến đổi của enzyme trong thời gian ngâm, đặc biệt trong thời kì hạt bắt đầu nảy mầm Ảnh hưởng của muối trong nước đến quá trình ngâm hạt rất phức tap, một số muối có ảnh hưởng tốt đến quá trình ngâm, nhưng mặc khác một số lại gây ảnh hưởng xấu đế Do đó, rất khó phân loại để tìm một loại nước thích hợp cho quá trình ngâm, song thực tế đã chứng minh rằng nên dùng nước mềm, với mội trường axit yếu (pH = 6 – 7), riêng trong bước đầu của quá trình ngâm nên dùng nước có độ cứng tạm thời cao

Trường hợp nước có quá nhiều sắt và mangan, thì nên loại bỏ bớt nước trước khi ngâm, vì chúng có ảnh hưởng xấu trực tiếp đến hạt Để rữa hạt tốt hơn và để sát trùng trong nhiều trường hợp người ta cho thêm Ca(OH)2 vào nước ngâm

 Nước dùng để sản xuất dịch đường:

Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình hồ hóa, đường hóa Ngoài ra, các thành phần muối đi vào thành phần của dịch đường, ảnh hưởng đến mùi vị

và một vài tính chất của bia

Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần trong malt và gây nên sự biến đổi thành phần và tính chất của dịch đường và bia Các bicacbonat và cacbonat trong nước sẽ hòa tan những chất đắng trong vỏ malt tạo vị đắng khó chịu cho dịch đường và

bia Đặc biệt Na2CO3 và NaHCO3 hòa tan tất cả các chất chat của mail gây ảnh hưởng đến mùi vị và một vài tính chất của bia

 Nước dùng để rửa men và thiết bị:

Nước dùng để rửa men và thiết bị đòi hỏi hải sạch, không chứa nhiều tạp chất hữu

cơ và vi sinh vật Đặc biệt các vi sinh vật và vi khuẩn có ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình kĩ thuật sản xuất bia, nên phải thường xuyên kiểm tra bằng kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước, nếu lượng này nhiều quá phải sát trùng nước

Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 và các nitrit Tốt nhất nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung bình Về mặt cảm quan nước phải thỏa mãn yêu cầu giống như nước dùng để uống Các cơ sở làm bia dùng hơi nước trực tiếp để gia nhiệt phải đảm bảo hơi nước đạt chất lượng thực phẩm Các nồi thanh trùng Paster nên sử dụng nước ít tạp chất khoáng và muối, loại trừ sự phát triển của các loài tảo và các vi sinh vật bằng các chất sát trùng thích hợp để tránh ăn mòn thiết bị

 Thành phần hóa học của nước dùng trong sản xuất một số loại bia nổi tiếng:

Bảng 3.4 Thành phần hóa học của nước sản xuất một số loại bia nổi tiếng

- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l

- Hàm lượng muối Mg2+ không quá 100 mg/l

- Hàm lượng muối clorua 75-150 mg/l

- Hàm lượng CaSO4 150 -200 mg/l.

- NH3 và muối NO2 không có

- Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l

- Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml

Trong quá trình sản xuất bia, cần lưu ý một vài điểm sau:

- Nước rủa bã cần phải điều chỉnh độ kiềm < 50 mg/l và độ pH = 6,5 để không chiết các chất không mong muốn từ bã Ph của dịch đường trước khi nấu là 5,4

để thu được dịch đường sau khi nấu có pH = 5,2

- Nước cọ rửa và rửa nấm men phải được tiệt trùng và loại bỏ mùi lạ

- Nước pha loãng bia cần có những đặc tính sau:

+ Hàm lượng O2 hòa tan <0,05 mg/l

+ Hàm lượng CO2 > hàm lượng CO2 trong bia cần pha loãng một chút

+ Hàm lượng, thành phần khoáng tương đương với bia

+ Không có vi sinh vật và mùi lạ

2.3.3 Xử lý nước:

Việc xử lí nước phụ thuộc vào mức độ sạch của nó, qui trình xử lí theo 3 giai đoạn:

• Loại các chất dạng huyền phù:

Huyền phù là các chất có nguồn gốc từ đất và thực vật không hòa tan trong nước

Nó thường được tách theo 2 giai đoạn là lắng trong các thùng lắng và lọc trong nước

• Loại các chất hòa tan:

Muối hòa tan trong nước tồn tại ở dạng ion, các chất này có thể bám vào ống dẫn và

ăn mòn dần Vì vậy cần phải được tách ra Các chất này gồm sắt và mangan

Một lượng lớn O2 có trong nước hòa tan sẽ phá hủy các ống kim loại và là nguyên nhân gây ra nhiều vấn đề trong sản xuất bia, ở một số giai đoạn nó gây ra phản ứng oxy hóa làm làm giảm chất lượng và độ bền của bia Vì vậy phải tìm mọi cách để loại triệt oxy

ra khỏi malt, dịch đường và bia

• Diệt vi sinh vật:

Nguồn nước ban đầu tiếp xúc với đất nên luôn bị ô nhiễm Số lượng vi khuẩn tồn tại biểu hiện mức độ ô nhiễm của nước cho nên cần phải tinh lọc và kiểm soát

Bảng 3.5 Hàm lượng các hóa chất xử lí nước uống và dư lượng cho phép

Hóa chất Mục đích Lượng cho phép

 Phương pháp trung hòa bằng axit

 Phương pháp trao đổi ion

+Sát trùng nước để rửa men và thiết bị

Mức độ sử dụng nước phụ thuộc vào tuổi của các thiết bị, công nghệ các phương pháp rửa, công tác đào tạo nhân sự, giá nước, lượng nước thường dùng cho mỗi công đoạn được tính theo bảng sau:

Bảng 3.6 Lượng nước sử dụng cho từng công đoạn sản xuất bia

Công đoạn sản xuất Lượng tiêu thụ1

Lên men phụRữa chai và đóng chaiLàm lạnh

Nồi hơi

8 – 22m3/l tấn đại mạch8,5 – 10 m3/l tấn malt

3 – 4 hl/l dịch đường

2 hl/ l hl bia2hl/ l hl bia

3 – 3,5 hl/ / hl bia0,10 – 0,15 hl/ l hl bia

1 – 2 hl/ l hl bia

Bảng 3.7 Phân bổ lượng nước sử dụng trong các công đoạn sản xuất bia

Xử lý nước

Sản xuất và xử lí dịch đường

Rửa tại chổ (sản xuất dịch đường)

Lên men và duy trì, rửa ống dẫn

Rửa tại chổ (lên men và duy trì)

Lọc và các tank bia đã lọc

Rửa tại chỗ (lọc và các tank bia đã lọc)

Chiết chai (70%) + rửa

Thanh trùng chai

Chiết thùng (30%)

0,051,600,400,100,200,300,201,000,100,30

- Tăng cường độ bền keo

- Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sang màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt

Bảng 3.8 Các nguyên liệu thay thế

Chất màu của malt

Sắn hoặc các loại

củ khác

Đường (củ cải,

mía, bột tinh bột)

2.4.1 Nguyên liệu thay thế dạng rắn:

Tỷ lệ nguyên liệu thay thế cho vào phụ thuộc vào phương thức sử dụng nguyên liệu

có sẵn của mỗi nước, tính kinh tế, yêu cầu về chất lượng của bia thành phẩm Lượng nguyên liệu thay thế thay đổi từ 20 – 30% ở châu Âu và lên tới 50 – 70% hoặc hơn nữa ở một số nước châu Phi, châu Mỹ và châu Á

 Lúa miến (bo bo):

Lợi ích gần đây của lúa miến được giải thích do ứng dụng được các kỹ thuật xay mới, và để phân chia các thành phần khác nhau

Hạt tấm lúa miến phải được xử lý bằng phương pháp nấu Một vài giống lúa miến chứa một lượng axit xianuahydric Hạt có thể màu trắng, vàng, nâu Lúa miến có thể chế biến thành tinh bột, dạng hạt dẹt…

Phải chọn các giống có hàm lượng polyphenol, β-glucan và axit xianuahydric thấp Phải kiểm tra hàm lượng aflatoxin

 Lúa mì:

Được tiêu thụ nhiều ở các nước phát triển Bột mì không chứa gluten dành cho sản xuất bia là sản phẩm thu được khi xay bằng các kỹ thuật tiên tiến

Hàm lượng protid trong bột phải thấp Lúa mì cải thiện tính bền của bọt bia Lúa mì

có thể được chuyển thành hạt dẹt, inh bột, lúa mì rang,…

Cần chọn giống lúa mì có hàm lượng protid, fructosan thấp, kiểm tra nhiệt độ hồ hóa

Cần chọn giống thuần khiết, tỷ lệ β-glucan và protic thấp Cần đảm bảo chính xác chất và lượng enzyme cho vào Giám sát quy trình lọc dịch và lọc bia

 Tiểu mạch:

Ít được sử dụng trong sản xuất bia Hàm lượng protein cao và chất chiết thấp khiến cho loại ngũ cốc này không được ưa chuộng do không đem lại hiệu quả kinh tế Tiểu mạch cho vào dưới 15% không gây hại cho chất lượng dịch bia Từ 20% trở lên sẽ gây khó khăn cho quá trình lọc và biến đổi vị bia

Cần chọn giống có hàm lượng protein thấp

 Lúa mạch đen:

Là nguyên liệu ít được biết đến và sử dụng vì những lí do kinh tế Làm bia từ lúa mạch đen với tỉ lệ 40% làm chậm quá trình lọc và xuất hiện các khó khăn khi làm trong bia và thành phẩm có mùi vị kém Lúa mạch đen được chuyển thành dang tinh bột và hạt dẹt

 Yến mạch:

Ít được dùng, đôi khi người ta dùng vỏ của nó như lớp trợ lọc Hạt yến mạch chính được dùng làm các loại bia đặc biệt Các bia này sang trong, tươi và nhiều bọt Yến mạch cũng có thể chuyển thành tinh bột hoặc dạng hạt dẹt

 Kê:

Được dùng nhiều ở các nước châu Phi

Cần chọn giống có hàm lượng protic, chất béo thấp, không có axit xianuahydric Kê

có thể được chuyển thành tinh bột hoặc dạng hạt dẹt

 Khoai tây:

Ít được dùng vì có giá cao, phải kiểm tra độ tinh khiết của tinh bột để tránh khó khăn khi làm trong bia, độ bền và vị lạ.

 Sắn, bột sắn và củ:

Sắn rất giàu tinh bột và chứa axit xianuahydric từ 0,008 -0,01% tùy từng giống.Có thể loại axit này bằng cách ngâm nước, sấy, rửa… hàm lượng không vượt quá 50ppm Sắn được dùng làm bia dưới dạng bột tinh khiết

Chọn giống có hàm lượng axit xianuahydric và protein thấp

 Đường (củ cải đường, mía, tinh bột):

Đường phải được tinh chế, loại tạp chất có thể tạo ra vị lạ cho bia

 Tinh bột ngũ cốc:

Các cơ sở sản xuất tinh bột có nguồn tinh bột rất phong phú: tinh bột lúa mì, đại mạch, tiểu mạch, yến mạch, Chúng có thể làm bia bằng cách hãm sau khi được gia nhiệt với nhiệt độ hồ hóa thấp hơn các loại ngũ cốc khác

Độ tinh khiết của tinh bột

2.4.2 Nguyên liệu thay thế dạng lỏng:

 Xiro tinh bột (xiro glucoza)

Cơ sở sản xuất tinh bột đã ứng dụng nhiều cải tiến công nghệ, tính đa dạng, về chất lượng của siro tinh bột Đặc tính gluxit có thế chuẩn hóa, điều chỉnh phù hợp với yêu cầu bằng xử lý axit-enzyme hoặc enzyme-enzyme Như vậy có thể làm bia với xitro tinh bột

có cùng đặc tính gluxit với dịch đường từ malt đại mạch

 Xiro malt và chất chiết malt

Sản phẩm này thường được làm từ dịch đường trong sản xuất công nghiệp Nó được dùng làm nguyên liệu “bia gia đình” ở Anh Tính ổn định vi sinh vật có thể được đảm bảo tới 80% chất khô trở đi

 Xiro đại mạch và các ngũ cốc khác

Loại xitro này được làm bằng cách chuyển hóa enzyme – enzyme hay enzyme – malt

 Xiro caramel

Là sản phẩm từ đường hoặc xiro tinh bột giàu glucoza Quá trình caremen hóa diễn

ra ở nhiệt độ thấp và áp suất cao Caramen dùng để điều chỉnh màu bia và đổi màu bia vàng thành bia đen (nâu)

Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có khà năng sống trong mội trường dinh dưỡng

có chứa đường, nitơ, photpho vật các chất vô cơ, hữu cơ khác Chúng là các vi sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí

2.5.1.1 Thành phần hóa học của nấm men:

Tế bào nấm men chứa đến 80% là nước Nguyên tố chủ yếu là cacbon, chiếm <50% chất khô Các nguyên tố chính khác như oxy (30 – 35%), nitơ (75%), hydro (5%) và photpho (1%) Hàm lượng chất khoáng tổng số khoảng 5 – 10% chất khô của tế bào Trong tế bào còn bao gồm rất nhiều vết các thành phần khác như nhôm, canxi, đồng, crôm, sắt, chì, natri, kali, lưu huỳnh, magie, niken…

Các nhóm thành phần chính bao gồm các chất cao phân tử như: protein, , cacbohydrat, axit nucleic và lipit

2.5.1.2 Hình dáng và kích thước:

Nấm men có nhiều hình dạng khác nhau: hình cầu, hình trứng hoặc ovan Tế bào nấm men thường bị kéo dài ra khi môi trường nuôi cấy không đủ chất dinh dưỡng và thong khí quá mạnh

Kích thước tế bào nấm men cũng rất khác nhau, điều đó phụ thuộc vào các chủng nấm men và điều kiện nuôi cấy, thường là (2,5 – 4,5 µm) x (10,5 – 20 µm), thể tích tế bào chiếm khoảng từ 50 - 500µm3 Ngoài ra kích thước nấm men còn phụ thuộc vào tuổi hay thời kì phát triển của tế bào, càng trẻ tế bào có kích thước càng bé so với các tế bào thế hệ trên

Môi trường sống cũng ảnh hưởng rất lớn đến hình dáng và kích thước tế bào

2.5.1.3.Cấu tạo tế bào nấm men:

Các tế bào nấm men có cấu tạo tương đối phức tạp, các tế bào nấm men khác nhau thì có cấu tạo và thành phần hóa học khác nhau Nhìn chung chúng đều được cấu tạo từ các cơ quan sau:

• Thành tế bào

• Không gian chu chất

• Màng nguyên sinh chất (màng tế bào chất)

2.5.1.4 Các chất dinh cưỡng cho nấm men

Nguồn thức ăn chủ yếu cho nấm men là là các chất hữu cơ ở dạng dễ hấp thu và các chất vô cơ Ngoài ra để nấm men phát triển bình thường cần một lượng nhỏ các yếu tố vi lượng và các chất kích thích Nguồn thức ăn cho nấm men rất đa dạng, do đó cần nghiên cứu riêng từng nguồn

 Nước

Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào nấm men Không có nước không thể có quá trình đồng hóa thức ăn và trao đổi chất bên trong tế bào

 Nguồn cacbon

Chủ yếu lien quan đến quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng Nấm men

có khả năng đồng hóa hoàn toàn đường glucoza, fructoza và mantoza Và tùy thuộc vào chủng giống, nấm men còn có thể đồng hóa hoàn toàn hoặc một phần nào đó đường galactoza Nấm men đồng hóa rất tốt đường maltoza và saccaroza, đồng hóa hoàn toàn hay một phần đường lactoza

 Nguồn nitơ