thực phẩm lên men và vsv thực phẩm bia

• Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men;có hai họ lớn:  ale- sử dụng lên mem nổi.. Malt - Malt là đại mạch nảy mầm, là nguồn nguyên liệu chính cu

Vi sinh thực phẩm

Giới thiệu về bia

GIỚI THIỆU VỀ BIA

Khái niệm

• Bia là loại nước uống lên men có độ cồn thấp, được làm từ nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa

houplon, nấm men và nước

• Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia.

Lịch sử

• Bia có niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ thứ 5 trước

công nguyên và đã được ghi chép lại trong các thư tịch

cổ của Ai Cập cổ đại và lưỡng hà (Mesopotamia)

• Được sản xuất khoảng 7.000 năm trước ở khu vực ngày nay là Iran

Lịch sử

• Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản

và hương vị cho bia là một phát kiến tương đối mới.

• Năm 1516 William IV, Công tước xứ Bavaria đã thông qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết), quy định rằng thành phần của bia chỉ được bao gồm nước, lúa mạch hoa bia, với men bia

Lịch sử

• Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã trở thành sự thật

• Năm 1953, Morton W Coutts, một người New

Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục

• Năm 1880 Louis Pasteur tìm ra bản chất quá trình sản xuất bia

Các loại bia

• Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi

là thuộc về một kiểu bia cụ thể nào đó.

• Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men;có hai họ lớn:

 ale- sử dụng lên mem nổi.

 lager- sử dụng lên men chìm.

 Bia có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager được gọi là bia lai (bia hỗn hợp):

Một số loại bia sử dụng rộng rãi ở Việt Nam

Malt

- Malt là đại mạch nảy mầm, là nguồn nguyên liệu chính cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lên men

-Malt quyết định chất lượng bia thành phẩm:

•Malt cung cấp toàn bộ lượng gluxit để chuyển hóa đường -> cồn

•Malt cung cấp các loại enzym amylase

•Malt chứa một lượng lớn protein

Hoa houplon

Tạo vị đắng đặc trưng

Tạo hương thơm đặc trưng

Tăng khả năng tạo bọt và giữ bọtTăng độ bền keo

Tính kháng khuẩn

Nguyên liệu

Hoa houplon Malt

Nấm men

Trong sản xuất bia, nấm men sẽ lên men

dịch đường thành CO2 , C2H5OH và một số sản phẩm khác.

Nấm men

Nấm men nổi

Nấm men chìm

 Dùng trong quá trình trộn, nấu, đường hóa

và pha loãng dịch lên men, rửa nấm men, vệ sinhthiết bị…

Qui trình sản xuất

Hồ hóa – dịch hóa – đường hóa

Hồ hóa

- Hồ hóa: là quá trình tinh bột dưới tác dụng của

nhiệt, trương nở và hòa tan vào trong nước

- Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và cỡ to nhỏ của loại hạt tinh bột

- Tinh bột của gạo được hồ hóa ở 80-85oC, lúa mì thì bắt đầu hồ hóa ở to là 60-85oC, khoai tây hồ hóa

ở 55-60oC

Dịch hóa

- Là sự tác động của enzym, sự dịch hóa diễn ra rất chậm

- Là sự biến đổi của tinh bột đã dịch hóa thành

dextrin và maltoza, chỉ xảy ra được khi đã được dịch hóa xong

Đường hóa

Quá trình lên men chính

• Pha lag: Nấm men hấp thụ toàn bộ oxy trong

dịch đường→ tổng hợp enzyme, sterol

• Pha tăng tốc: tế bào tăng trưởng và phân chia

• Pha lũy thừa: tế bào sinh sản và trao đổi chất

cực đại

• Pha giảm tốc: quá trình lên men sinh CO2

• Pha cân bằng động: Nấm men không còn

tăng trưởng mà bắt đầu kết bông

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q

Đồ thị tăng trưởng của nấm men

Quá trình lên men phụ

• Tiếp tục lên men phần chất khô còn sót lại

sau lên men chính

• Bão hòa CO2 và tăng cường mùi vị cho bia

• Thực hiện quá trình ủ chín của bia (ổn định

chất lượng bia), làm trong bia

• Đưa bia về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm

nhập và phá hủy của vi sinh vật

Nấm men sử dụng trong sản xuất bia gồm:

- Nấm men nổi (Saccharomyces serevisiea)

- Nấm men chìm (Saccharomyces carlbergensis)

Nấm men chìm

-Tế bào đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, tb hình cầu

chứa các gen MEL có khả năng chuyển hoá đường melibioza

- Quá trình chuyển hoá đường: Raffinoza:

Galactoza → Glucoza Fructoza

- Kết thúc quá trình lên men, chúng lắng xuống

đáy thiết bị, để tách khỏi bia người ta xả cặn ở

đáy thiết bị

So sánh nấm men nổi và nấm

men chìm.

Sinh lí

- Sự khác nhau giữa 2 loại nấm men là khả năng lên men các loại đường trisacarit

- Nấm men chìm sử dụng hoàn toàn đường

raffinoza trong đó nấm men nổi chỉ sử dụng 1/3

đường sacaroza

- Chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, trao đổi chất khi lên men và hình thành bào tử

- Trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men còn nấm

men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô

hấp vì vậy sinh khối nấm men nổi thu

được nhiều hơn nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm

men nổi, khả năng tạo bào tử của nấm

men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm

men nổi.

Công nghệ lên men

- Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính, trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính

- Nấm men chìm còn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng lắng của nó là nấm men bụi và nấm men kết bông

- Nấm men chìm kết bông có ý nghĩa

quan trọng trong thực tế sản xuất bia,

làm cho bia nhanh trong, nhưng khả

năng lên men hết đường không bằng nấm men bụi và nấm men nổi Ngoài ra, nhiệt

độ lên men của mỗi chủng cũng khác

nhau, nấm men chìm là 4-120 oC, nấm

men nổi là 14-250 oC.

- Nuôi cấy trong phòng thí nghiệm → nuôi

cấy men giống trong nhà máy → ly tâm men giống → nuôi cấy men thương mại → ly tâm men thương mại → lọc men → Đóng gói sản phẩm men tươi hoặc sấy khô để có sản phẩm men khô.

Sản xuất nấm men bia

Chỉ tiêu lựa chọn nấm men bia

- Quá trình sinh trưởng của nấm men qua các pha

- Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò rất

quan trọng trong sản xuất bia

- Sức lên men là điều quan trọng nhất trong thực tế sản xuất, tốc độ lên men phụ thuộc vào: khả năng lên men của nấm men, hoạt tính sinh lí, số lượng tế bào, nhiệt độ, pH, thành phần của dịch men và hàm lượng protein của nấm men

tuỳ tiện trong điều kiện

yếm khí nhưng sản xuất

thấp nên chỉ dành cho

sản xuất thủ công

Hiện nay người ta thường sử dụng một số loài nấm mốc sau:

Aspergillus awamori Nấm mốc Aspergillus

Vi khuẩn lactic:

 Bổ sung vào trước quá trình lên men

 Tạo pH thích hợp lên men bia

 Tạo hương cho bia

 Acid hóa dịch đường trước khi lên men

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

ĐẾN

VI SINH VẬT

TRONG

QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA

 Sự cung cấp oxy trong quá trình lên men

cần thiết cho sự tổng hợp acid béo không

bão hòa và thành phần sterol của màng tế

bào nấm men.

 Bổ sung khí oxy trong giai đoạn đầu của quá trình lên men làm tăng cường độ quá trình

hô hấp hiếu khí của nấm men.

 Thiếu oxy, quá trình oxy hóa xảy ra không hoàn toàn, sinh ra cồn và CO 2

Ảnh hưởng đến hoạt tính trao

đổi chất của vi sinh vật.

Thời gian của một quá trình lên men mạch

điển hình

NHIỆT ĐỘ

Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces carlbergensis

• Nhiệt độ lên men thường thấp hơn so với

nhiệt độ tối ưu

• Nhệt độ cao: nấm men chết.

• Nhiệt độ thấp: ức chế sự sinh trưởng.

(10 – 25 0 C) (0 – 10 0 C)

MÔI TRƯỜNG DINH

DƯỠNG

 Lượng đường lên men chiếm 98%, lượng đường tổng hợp chỉ chiếm 2%.

 Các chất kích thích sinh trưởng phát triển.

 Nước nha: khi nồng độ của nước nha lên đến

20% thì nấm men không phát triển được.

 Nồng độ cồn quá 8.5% làm ngưng sự sinh trưởng của nấm men.

ẢNH HƯỞNG CỦA VI SINH VẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦA BIA

 Tích cực

 Hạn chế

ẢNH HƯỞNG TÍCH CỰC

 Ảnh hưởng đến malt đại mạch: vi sinh vật của

malt sinh ra amylolytic, proteolytic và enzyme

phân giải thành tế bào.

 Các enzyme thủy phân có nguồn gốc từ vi sinh

vật tham gia xúc tác quá trình phân cắt

biopolyme trong quá trình sản xuất malt và quá

trình nấu.

HẠN CHẾ

 Vi sinh vật ức chế sự nảy mầm của hạt trong quá trình sản xuất malt.

 Quá trình trao đổi chất của vi sinh vật tạo nên sự thay đổi về

thành phần carbonhydrate, lipid, protein và ảnh hưởng đến chất lượng malt.

 Một số nấm men và vi khuẩn tạo ra các polysaccharide ngoại bào trong quá trình sản xuất malt gây ra đục đối dịch nha và bia.

HẠN CHẾ

 Trong quá trình sản xuất có thể xảy ra hiện tượng nấm men kết lắng sớm dẫn đến quá trình lên men không triệt để và hương vị của thành phẩm không đạt được như mong muốn

 Gushing bia là hiện tượng trào bọt xuất hiện một cách đột ngột không mong muốn của bia chai, do nhiễm nấm mốc Fusarium có mặt

ở trong malt trong điều kiện thời tiết xấu.

 Nhiều sợi nấm mốc có khả năng sinh ra độc tố trung gian gọi là mycotoxin (Aspergillus, Penicillium và Fusarium): ảnh hưởng quá trình trao đổi chất của nấm men.

Một số loại nấm mốc gây hại cho bia