CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

VIEN CONG NGHE SINH HOC VA CONG NGHE THUC PHAM

Bộ môn Công nghệ Các Sản phẩm Lên men

CONG NGHE SAN XUAT

MALT VA BIA

Người soạn : PGS.TS Lê Thanh Mai

Cong nghe SX Malt va Bia

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

|.1 Dinh nghia bia

|.2 Lich sử phát triển công nghệ sản xuất bia I.3 Giới thiệu tình hình sản xuất và tiêu thụ bia Phần I : Nguyên liệu chinh

CHƯƠNG II : ĐẠI MẠCH

1.1 Các loại đại mạch

1.2 Câu trúc hạt đại mạch

1.3.Thành phân hoá học

1.4 Đánh giá chất lượng đại mạch

CHUONG III : NGUYEN LIEU THAY THE MALT DAI MACH

III.1 Nguyên liệu thay thé dang hat

s2:th@_ Nguyên liệu thawnihêlandgsđường

Công nghe SX Malt va Bia

CHUONG IV : HOA HOUBLON

IV.1 Giới thiệu cây hoa houblon

IV.2_ Thành phần hoá học hoa houblon

IV.3_ Chế phẩm hoa houblon

CHƯƠNG V: NƯỚC

V.1 Vai trò của nước trong sản xuất bia

V.2 Thành phần hoá học của nước ngầm

V.3_ ảnh hưởng các ion trong nước đến CN và CLSP V.4 Xử lý nước trong quá trình nấu bia

Phần 2 : Công nghệ SX Malt

Chương VỊ: Phân loại, làm sạch và bảo quan dai mach

va ngam dai mach

Chương VII: Ngâm và Nảy mâm đại mạch

Chương VIII: Sấy malt tươi và đánh giá chất lượng

malt

Phần 3 : Công nghệ SX Bia

CHƯƠNG IX : CHUẨN BỊ DỊCH ĐƯỜNG

IX.1 Nghiền malt và nguyên liệu thay thé malt

IX.2 Nấu-đường hoá malt và nguyên liệu thay thể

IX.3 Loc dich đường

CHƯƠNG X : NAU HOA, LAM TRONG VA LAM LANH DICH DUONG

X.1 Nấu dịch đường với hoa houblon

X.2 Lam trong va lam lạnh dịch đường

CHƯƠNG XI : LÊN MEN CHÍNH VA LEN MEN PHU

XI.1 Lý thuyết về quá trình lên men

XI.2_ Vấn đề men giống trong sản xuất bia

X%I.3 Kỹ thuật lên men

XI.4_ Lên men phụ và tàng trữ bia

Phần 3 : Công nghệ SX Bia

CHƯƠNG XII : HOÀN THIỆN SẢN PHẨM

X%ỈI.1 Làm trong bia

XII.2 Bão hoà CO2

XII.3_ Chiết bia

XII.4 Thanh trùng bia

XII.5_ Đánh giá chất lượng bia

Tài liệu tham khảo

1 Hoàng Đình Hoà, 1998 Công nghệ sản xuất malf va

bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

2 Nguyễn Thị Hiền (chủ biên), 2008 Khoa học- Công

nghé Malt va Bia, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

3 Wolfgang Kunze, 1996, Technology Brewing and

Malting, VLB Berlin

4 J.DeClerck, 1980 Cours de Brasserie, Editeur E.De

Clerck, Belgique

S9 J.R.A.Pollock, 1987 Brewing Science, Academic Press

6 E.G Priest, 1996 Brewing Science &lechnology The

Institut of Brewing

8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội

Sbnh nghÙa Bia Đức: “Bia là một loại đồ uống thu nhận được nhờ lên men

và không qua chưng cất, và chỉ sử dụng hạt đại mạch nấy mầm, hoa houblon, nấm men và nước”

Pháp : “Bia là một loại đồ uống thu được bằng cách lên men

rượu dịch chiết các chất từ đại mạch nấy mầm, có bổ sung

không quá 30% nguyên liệu thay thế khác và hoa houblon”

Lịch sử ngành bia

Thời ky Ai Cap co dal

L] 5000 TCN, người Sumérien và Assyrien đã sản xuất đồ uống lên men từ các loại hạt ngũ cốc

L] 4000 TCN, tại Ai Cập : bia của Ai Cập =bia cac nha Qui

toc

Lị 2000 TCN, dưới thời vua Hammourabi, người Babilon đã

viết thành sách các nguyên tac nau bia

L] Người Ai Cập và người Babilon đó sử dụng nhiều loại gia

vị để tạo ra nhiêu loại bia có khác nhau

Lịch sử ngành bia

Bản khắc trên đá

Có từ 3 000 năm trước Công nguyên

Xưởng bia khắc trên đá

11

Có, tì 2300 năm trước CN, tìm thay trong ngôi mộ Ai cập

1500 trước CN

= Đã tìm thấy các dấu vết SX bia tại Đan mạch

« Các nước Châu Âu cũng biết đến sp bia từ đó

«= Sản xuất Bia được khôi phục và phát triển :

- Các Xưởng bia mọc lên như nam sau mưa,

- Bia = thuốc chữa bệnh (bệnh dịch hạch ở châu Âu)

«= Thời kỳ này, nâu bia phải đóng thuê

« Tạo hương = bằng cây , cỏ thảo mộc có vị đẳng và hương

thơm

8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 12

Thê kỷ thứ 8

«Phát hiện Hoa houblon

= bao quan bia lâu hơn, tạo hương vị đặc biệt

> thay thé moi cd thom khác

> nho tinh khang khuan cua hoa houblon : lén men nỗi va

bia chat lượng tốt hơn

Lịch sử ngành bi x ng

L]Trong CM Pháp = thời kỳ tàn của các xưởng bia nhà thờ

L] Thời Napoleon © các xưởng bia được khôi phục dân

L] 1880 : bước ngoặt trong ngành sản xuất bia

- Louis Pasteur tìm ra bản chất của qúa trình sản xuất bia và

1876 xuất bản các LINghiên cứu về BiaL ]

- Lên men tự nhiên > tuyên chọn chủng giống (hương vị

6n định, chất lượng tăng,

- Bao quan bia = dun nóng ở 70°C ( thanh trung Pasteur)

L] Chỉ SX bia vào mùa đông do không có phương tiện làm lạnh

14

bảJ862/: Phát mình ra rậy lạnh,e4a, von Linde

Lịch sử ngành bia

Thời đại hiện nay

« Đầu tk 20, SX bia dang phát triển mạnh => gặp nhiều cú sốc

LÌ Chiên tranh Thể giới I ( thiêu nguyên liệu, thiêu nhân

lực) Sau chiễn tranh ; các xưởng bia được mở lại và cơ khí hoá

L] Chiễn tranh thê giới II, thiêu nguyên liệu tram trọng =>

sử dụng nguyên liệu thay thê => Chất lượng kém, chai

buộc phải tái sử dụngLÌ

~ Từ 1946 : NCKH phát triển nhanh, ngành CNSX bia phát triên

L] chỉ còn lại các xưởng bia quy mô lớn

8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 15

Sản xuất và tiêu thụ Bia (2)

Trên thể giới :

L Sản lượng : >150 ty litnăm

Năng suất > 10 tỷ li/năm có 2-3 nước (Đức, Mỹ, TQ)

°Mức tiêu thụ > 100 lit/ng/nam (Đức, Đan mạch, Tiệp)

eQuy m6 sx: - My 5 công ty chiêm 60%,

- Canada 2 cty 94% toan nudéc

Sản lượng bia thê giới 2001- 2006

Lương bia tiêu thụ tính theo vùng (2004)

Địa trung hải 1,4%

Norvege

Pays-Bas Pologne Royaume-Uni

Slovaquie

Suisse’

République tchéque Venezuela

Đại học Bách khoa Hà nội

Consommation 141,2 l/an/hab

Nam Phi Nga Venezuela

Romania Cyprus

Switzerland Gabon

59.7 59.6 59.5 59.2 58.9 58.6 58.2 58.1 57.3 55.8 55.5 51.8 51.5 51.3

20

Sản xuất và tiêu thụ Bia (3)

Châu Á :

Năng suất 7- 10 tỷ li/năm (TQ, Nhật); TB 17 1/người.năm sTốc độ (của 10 năm) tăng TB 7% > < Châu Âu giảm 4%

(Thai lan tang 26,5, Philipin 22, Malaxia 21, TQ 20% )

s‹Quy mô sx : - Nhật 4 công ty chiêm 40,

Sơ lược lịch sử ngành bia Việt Nam

¢ Mién Nam: năm 1875 Pháp cho xây dựng nhà máy bia Sai Gon thuộc hang BGI

¢ Mién Bac: nam 1890 Bia bắt đầu có mặt Hà

Nội

Sơ lược lịch sử ngành bia Việt Nam

> Trong thời gian kháng chiến : không có nhà máy

bia lớn nào được xây dung

> Đến giữa thập kỷ 80 : chỉ có hai nhà máy này sản

xuất bia đáp ứng được khoảng 60% nhu cầu trong cả

Sản xuất và tiêu thụ Bia VN

Hướng ởi hiện nay của ngành

bia

Đa dạng hóa sản phẩm

« Cải thiện và ôn định chất lượng sản phẩm

« Giảm tôi đa tốn thât trong sản xuất

ĐINH HUONG PHAT TRIEN CONG

NGHIEP BIA VIET NAM

Muc tiéu cho dén nam 2010:

= nghanh bia - ruou - NGK ® nghành kỉnh tế mạnh, khuyến

khích sử dụng nguyên liệu trong nước, sản phẩm chất lượng

cao, có uy tín, thương hiệu

Định hướng phát triển:

¢ Hién dai hóa công nghệ

- - Uu tiên sử dụng thiết bị trong nước

¢ Tap trung dau tư các nhà máy có công suất lớn

¢ Quy hoach va xây dựng các trung tâm nghiên cứu

8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 26

Lịch sử ngành bia

3ia = malt dai mach + hoa houblon + nước + nằm men

Sơ đô CNSX Malt-Bia

PHAN I:

Nguyên liệu chính trong sản xuất bia

Chương I : ĐẠI MACH- MALT

1.1 Các loại đại mạch

1.2 Cấu trúc hạt đại mạch

1.3.Thành phân hoá học

1.4 Đánh giá chất lượng đại mạch

I mach F)s

Các loại đại mạch

Đại mạch 2 hàng

= Thuộc họ lia my (Gramineae), chi Hordeum

= Dai mach hai hang: Hordeum Distichum

L] Chỉ có hai bông hoa trên gié có khả năng tạo hạt

®>oieo hạt tháng 11, sau 100 ngày kết bông

>> thu hoạch vào tháng 7

- Trên 1 gié có 6 hoa tạo hạt chắc

- Trên trục có hai loại hạt Các hạt ở giữa có dạng đối xứng, các hạt bên hình thoi, gầy hơn và có dạng xoắn đặc biệt

- Vỏ thường dày hơn

- Giàu enzym hơn

- Sản lượng lớn (6 tân /ha)

Câu trúc hạt đại mạch

1.Lop alorong

Nội nhũ

Tế bào trồng Lớp biểu mô

Thunh ph@n haa hac h'‘t

Thụunh phÉn trung bxnh cña c c lo”ï ngò cèc (%)

DU tga Légmich On Nge Gi

Hat tinh bot dai mach

Tinh bot dai mach

¢ d hat : 20-30 va 1-6 um; Tinh bét :60-65 % ;

¢ Amyloza 17-24 %, 60-600 gốc glucoza

¢ Amylopectin 76-83 %, 2000 géc glucoza

© #E72083âu xanh Đại học Bách khoa Hà nội 37

Các hợp chất chứa nito

«10-12 %%, lớp alorong và trong nội nhữ, bao quanh hạt tinh bột

¢ Vai tro : Chât dinh duong cho nâm men, tạo bọt, tăng độ sánh

va tính bên keo cho bia

¢ Protein chia thanh 4 nhom : (30 axit amin)

a- Albumin (Leucosin), 4%, tan trong nước

b- Globulin (Edestin), 31%, tan trong NaCl 10%

c- Prolamin (Hordein), 36%, tan trong rượu 70 %% (60 % là axit glutamic va prolin)

b- Glutelin, 29%, tan trong NaOH

¢ Albumoza va pepton

¢ Peptit va polypeptit

Các chất khác

c0: £- 2-3 %, alơron (2/3), phôi (1/3)

- Không bién d6i trong qt nay mam

- Không tan trong nước 3® theo ba

- Anh hưởng độ bọt của bia

“o vypneno (anthocyanogen, proanthocyanidin) :

CAC ENZYM THUY PHAN THANH TE BAO

eSitaza: - Hemixeluloza " penfoza +hexoza

- Enzym đột phá

- Độ nhuyễn của malt

- Điều kiện tối ưu : T° =40°C

¢ 8-],4 glucanaza (exo-B-gÌucanaz2a):

- Tac dung lén B-1,4

- Không có ở trong đại mạch chín

-_ Tổng hợp trong quá trình nấy mầm

- Điều kiện tối ưu : T° =40°C, pH = 4,5

®0-],3 glucanaza: Tác dụng lên các liên kết B-l1,3

eFff6Wnaza- Thuy phâP»Ðperfgsam rà nội 42

CAC ENZYM THUY PHAN TINH BOT

@qa-amylaza: - Enzym dịch hóa

- VỊ trí bất kỳ trong phân tử tinh bột

- Giảm nhanh và màu của 1ốt

- Tổng hợp trong quá trình nấy mầm

- Điều kiện tối ưu : T° =70-72, pH = 5,6-5,7

°6-amylaza: - Enzym đường hóa

- Trong đại mạch 2 dạng (tự do và liên kết)

- Trong quá trình nấy mầm : TT 3-5 lần

- Điều kiện tối ưu : T° =60-65, pH = 4,7-4,8 eDextrinaza giới hạn: - Cắt sát mạch nhánh

-Tổng hợp trong quá trình nấy mầm

- Điều kiện tối ưu : T° =55-60, pH = 5,1-5,2

CAC ENZYM THUY PHAN PROTEIN

eProteinaza (endopeptidaza): - Phan cắt thành chuỗi peptit,

- Trong đại mạch : Alơrong và phôi

- Trong malt: ÍÌ 3-5 lần

- Điều kiện tối ưu : T° =50°C, pH = 4,6-5,0

C Cacboxypeptidaza: - Xúc tác tách các axIt amin ttt cac dau chuôi chứa nhóm cacboxyl của các peptIf

- Điều kiện tối ưu : T° =50-60°C, pH = 5,2

eAminopeptidaza: Xtc tac tách các axit amin từ các đầu chuối chứa mitơ cua cac peptit

- Điều kiện tối ưu : T° =40-45°C, pH = 7,2

eDipeptidaza: -Thiy phan dipeptit

- Đi#ữ/fn tối ưu : T9 =40-45Œ6cBidh4h Bà nói 46

CAC ENZYM KHAC

Lipoxygenaza: - Phan huy axit linoleic

- Điều kiện tối ưu : T° =62°C, pH = 6,6-6,7

- Tạo tính ổn định vị của bia

Lipaza: - Có trong phôi và lớp alơrong

- Tăng trong qúa trình nấy mầm, giảm trong qúa trình sấy

- Điều kiện tối ưu : T° =35-40°C, pH = 5-6

Phophataza: - Tach lién két este cua axit phosphoric trong tinh bột

- Făng độ chua, tăng lực đệm cho dich đường

- Điều kiện tối ưu : T° =70°C, pH = 5,6

e Phytaza: - Tach lién két este cua axit phosphoric véi inositol,

- Făng độ chua, tăng lực đệm cho dich đường

s/32;êt9 kiện tối ưu : T9 =5:f3%tnBgkb+24¿5-5 ,O 46

ĐIỀU KIÊN TỐI ƯU CỦA CÁC ENZYM CO TRONG DAI MACH

Đánh øiá chất lượng đại mạch

e Cam quan:

- Mui: Mti thom, rom tuoi Mui méc™}bao quan uct

- Mầu sắc và độ sáng: vàng nhạt, sáng đồng nhất (xanh, nâu )

- Vỏ: Vỏ gồ ghề, mỏng, vỏ dầy và phăng chưa chín

Tạp chất: Không có hạt dai, cat, soi, rom ra, bong lta, kimaloal, hạt võ

hạt mốc hay lạ

Hạt bị vỡ, sứt mể Cần được loại bỏ

Đánh øiá chất lượng đại mạch

Hình dáng và kích thước hại:

- Hạt cần to, đều và tròn, phụ thuộc vào giống

- Không có hạt nây mâm

Côn trùng:

- không có côn trùng (mọt) trong khôi hat

(hạt bị mọt ăn tạo thành các lỗ và khi ngâm các hạt này nổi lên trên)

Đánh øiá chất lượng đại mạch

e©Ồ Đánh giá các chỉ tiêu lí học:

- Dung trọng: 65-75 kg/100 lít

-Khôi lượng 1000 hạt : 35-47 g

Phân loại hạt: rây 2,8, 2,5 và 2,2 mm

= Loại hảo hạng : min 95% (trên rây 2,8mm) ;

Đánh øiá chất lượng đại mạch

e©Ồ Đánh giá các chỉ tiêu lí học:

Năng luc nay mam: >90 % (3 ngày); >95 % (5 ngày)

Tính nhạy cảm đôi với nước: Nảy mâm 100 hat trong 4 va 8 ml H;0

Chênh lệch sô hạt : 0 — 10 20 35 50

nay mam

Do nhay: Khong Yếu Trungbinh Mạnh Rat manh

Đánh gia chi tiéu hoa hoc

¢ poam: 14-15

¢ Protein :10-12%

¢ Chat hoa tan (chat chiét) : 77-80%

Sự “nghỉ” của hạt

Hạt vừa thu hoạch không có không có khả năng nấy mầm

(khả năng tự bảo vệ của hạt để không nảy mầm ngay lập

tức sau khi thu hoạch)

— không nên sản xuất malt ngay sau thu hoạch

Chuong Il: HOA HOUBLON

2.1 Giới thiệu cầy houblon

2.2 Thành phân hoá học của hoa houblon

‹ Cây trông 15 năm

‹ Thu hoạch băng tay

Vai trò Hoa houblon

eVị đăng dụi

e©Hương thơm đặc trưng

® Tăng khả năng tạo bọt và øiữ bọt

eTăng độ bên keo

su eHoublon thom : Saaz, Tettnang,

sụn — Golding, Strisselspalt

Bract

se ¢Houblon thom & dang: Perle, Challengr

é) °Houblon rất đăng : Northrn Brewers,

Luputin gland Target, Brewers Gold

Containing Resins and

Đại học Bách khoa Hà nội 55

Essential Oils

Câu tạo búp hoa houblon

Thành phân hóa học hoa houblon

Các chất chiết không chứa nitơœơ 27

Đại học Bách khoa Hà nội 5/

Các chất đắng trong hoa houblon

CAC CHAT DANG (15-21%)

(tan trong methanol va trong éte)

(tan trong hexhan) (90%) 10% (tan trong éte)

8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 58

Lực đăng = œ-axit đăng + (B -axit đắng + nhựa mêm)/9