tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia

Bên cạnh đó phải xây dựng và phát triển thương hiệu nhằm tăng năng lực cạnh tranh.Mục tiêu của việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo hướng bền vững, chú t

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài:

Thực phẩm là thứ không thể được thiếu được trong đời sống hằng ngày của con người, trong đó đồ uống là một thứ thực phẩm đặc biệt Hiện nay do điều kiện kinh tế, xã hội phát triển không ngừng đã kéo theo nhu cầu về thức uống của con người ngày một tăng cao Rượu – Bia –Nước giải khát chiếm một vị trí đáng kể trong ngành công nghiệp thực phẩm, trong đó bia là một thứ đồ uống giải khất khá thông dụng Bia là một loại đồ uống có độ cồn nhẹ khoảng 50 nhưng rất giàu dinh dưỡng vì chứa nhiều acid amin và các thành phần dinh dưỡng khác Nước ta với dân số khoảng trên 80 triệu người, khí hậu nóng

về mùa hè đòi hỏi mức tiêu thụ về đồ uống khá lớn, đặc biệt là bia

Trong những năm gần đây, cùng với xu hướng hội nhập và phát triển kinh tế trong khu vực và trên thế giới, tốc độ công nghiệp hóa của Việt Nam ngày càng tăng Nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành nông nghiệp, công nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất bia Hiện nay Việt Nam có khoảng 350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở hầu hết khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng Thực tế cho thấy, cùng tốc độ gia tăng dân số nhanh, sản lượng bia Việt Nam cũng tăng theo, từ 1.9 tỷ lít năm 2007 lên 2.1 tỷ lít năm 2008, 2.4 tỷ lít năm 2009 Cho đến năm

2010 tổng sản lượng bia trong nước đạt 2.7 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007

Tuy nhiên do chính sách mở của nhà nước bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam rất nhiều gây nên sức cạnh tranh lớn giữa các thương hiệu bia trong nước và ngoài nước Vấn đề cải thiện chất lượng của bia đang là một câu hỏi lớn đối với các thương hiệu bia trong nước ta Muốn cải thiện chất lượng bia nhất thiết phải hiểu rõ quy trình sản xuất của nó Đó là lí do em chọn đề tài “Tìm hiểu về quy trình sản xuất bia”

2. Mục đích nghiên cứu:

Tìm hiểu về quy trình sản xuất bia

3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

Quy trình sản xuất bia trong nước

4. Phương pháp nghiên cứu:

Tìm hiểu qua sách báo

PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIA

1. Khái niệm:

Bia (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp: bière) nói một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men đường lơ lửng trong môi trường lỏng và

nó không được chưng cất sau khi lên men Dung dịch đường không bị lên men thu được

từ quá trình ngâm nước gọi là hèm bia hay "nước ủ bia" Hạt ngũ cốc, thông thường là lúa mạch được ủ thành mạch nha Các đồ uống chứa cồn được làm từ sự lên men đường có trong các nguồn không phải ngũ cốc — chẳng hạn nước hoa quả hay mật ong — nói chung không được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản xuất từ cùng một loại men bia-dựa trên các phản ứng hóa sinh học

Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác

2 Tình hình sản xuất bia và xu hướng phát triển tại Việt Nam:

Theo thống kê của Bộ Kế hoạch - đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngoái Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, ước tính đạt 15%/năm VN có khoảng

350 cơ sở sản xuất bia có trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về

số lượng Trong số này, có hơn 20 nhà máy đạt công suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy

có công suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và có tới 268 cơ sở có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm

Trong quy hoạch được Bộ Công Thương phê duyệt mục tiêu tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất toàn ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam giai đoạn 2006-2010 đạt 12%/năm, giai đoạn 2011-2015 đạt 13%/năm và giai đoạn 2016-2025 đạt 8%/năm Đến năm 2015, sản lượng sản xuất đạt 4 tỷ lít bia Kim ngạch xuất khẩu từ 140-150 triệu USD

Dự kiến đến năm 2025, sản lượng sản xuất đạt 6 tỷ lít bia, 440 triệu lít rượu công nghiệp,

11 tỷ lít nước giải khát

Đối với ngành bia, sẽ tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hóa thiết bị để nâng cao hiệu quả sản xuất Xây dựng mới các nhà máy có quy mô công suất trên 100 triệu lít/năm kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, liên doanh, liên kết để sản xuất bia cao cấp,đáp ứng nhu

cầu trong nước và xuất khẩu Bên cạnh đó phải xây dựng và phát triển thương hiệu nhằm tăng năng lực cạnh tranh.

Mục tiêu của việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo hướng bền vững, chú trọng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và môi trường sinh thái, phát triển ngành dựa trên cơ sở huy động nguồn lực từ tất cả các thành phần kinh tế, dưới mọi hình thức đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội; áp dụng công nghệ, thiết bị tiên tiến, tập trung xây dựng một số thương hiệu mạnh quốc gia để cạnh tranh hiệu quả trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế

3. Phân loại bia:

Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại bia được coi là thuộc về một kiểu bia cụ thể nào đó Kiểu bia là mác dán miêu tả hương vị tổng thể và thông thường là nguồn gốc của bia, phù hợp với hệ thống đã tiến hóa qua các lần thử và các sai số qua nhiều thế kỷ

Yếu tố chính để xác định loại bia là men bia sử dụng trong quá trình lên men Phần lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale- sử dụng lên men đỉnh, hoặc lager- sử dụng lên men đáy Bia có đặc trưng pha trộn của cả ale và lager được gọi là bia lai Ngoài

ra còn có bia lên men tự nhiên và bia hỗn hợp

4 Tác dụng của bia:

- Ướp thịt Bạn có thể dùng bia để ướp thịt thay cho rượu Cách này không chỉ giúp thịt có

vị ngon hơn mà còn khiến món ăn mềm và thơm hơn

- Giúp cỏ tươi tốt: Nếu bạn đang trồng một thảm cỏ xanh trước nhà nhưng có những bụi cỏ tàn lụi, hãy đổ chút bia lên đó Cỏ hấp thụ các chất dinh dưỡng, đường và năng lượng cần thiết từ bia để phát triển

- Giết sên và các loại ốc: Đổ vào hộp hay chai miệng rộng khoảng 1/4 đến một nửa bia Sau

đó chôn chúng ra vườn Ốc sên hay các loại ốc khác sẽ bị hấp dẫn đến đó và chết đuối

- Diệt chuột: Nghe có vẻ lạ nhưng cách này khá hữu hiệu Đổ vào các vật chứa bằng loại bia rẻ tiền Chuột bị hấp dẫn bởi mùi bia sẽ trèo tới, ngã vào trong và không thể trèo ra

- Làm dịu cơn đau bụng Khi bị đau bụng do rối loạn tiêu hóa, chỉ cần ngồi xuống và uống chút bia Thức uống có ga này sẽ giúp dạ dày của bạn dịu lại Chất cồn giúp giảm đau khá tốt Đừng dùng nếu bạn có vết loét hoặc viêm dạ dày

- Đánh bóng đồ bằng vàng Thấm ướt một miếng vải với chút bia và chà xát lên đồ bằng vàng (không được lẫn đá) để giúp đồ vật sáng bóng trở lại Sau đó, dùng một miếng vải mềm khác để lau khô

- Tắm dưỡng da: Thêm vài lon bia vào trong nước tắm của bạn Cách này sẽ giúp làm mềm

và dịu cho da bạn

- Đánh bóng đồ nội thất bằng gỗ: Bia là một chất đánh bóng đồ gỗ tốt đến ngạc nhiên Hãy

đổ một chút bia lên một tấm khăn lau mềm, sau đó dùng khăn lau đồ gỗ và cuối cùng lau lại với một miếng vải khô Bạn chắc chắn sẽ ngạc nhiên với vẻ ngoài sáng bóng của đồ gỗ sau khi được lau bằng bia

- Dùng hấp thức ăn, như tôm, cá Khi đun tôm sôi lên, thêm bia vào nấu Bạn sẽ ngạc nhiên

vì thực phẩm rất thơm ngon, đậm đà mà không hề còn mùi bia

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT

1 Nguyên liệu:

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia

Nước được dùng trong quá trình nấu, lọc, chiết rút tất cả chất hòa tan còn sót lại trong bã malt, nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường Trong quá trình đường hóa

và hồ hóa, nước làm hòa tan các chất chiết và làm loãng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc đảo trộn Trong dịch lên men, 88-90% thành phần là nước

● Thành phần hóa học của nước chứa các ion sau :

– Cation: H+, Na+, K+, NH4 , Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+,…

– Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-, SiO32-,…

– Ngoài ra, trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu

cơ như SiO2 hoặc các chất khí O2, N2, CO2,…

Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu Do đó, để đảm bảo sự

ổn định về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định

Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia: Nước sử dụng trong nấu bia có độ cứng từ mềm đến trung bình được loại bỏ các ion kim loại vì chúng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình sản xuất (Ca2+ làm giảm độ axit của malt và dịch đường, Mg2+ làm cho bia có vị đắng, gắt ) Loại bỏ các muối cacbonat và bicacbonat vì chúng hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt gây cho bia có vị đắng khó chịu Qua thực tế và kết quả nghiên cứu ta thấy rằng: Nếu ta cho thêm một lượng CaSO4 vào nước dùng để nấu bia thì sẽ loại bỏ được ảnh hưởng xấu của cacbonat và bicacbonat, đồng thời làm tăng hiệu suất chất hòa tan và tăng chất lượng cả những loại bia vàng Song nếu lượng CO2 quá nhiều thì sẽ làm ảnh hưởng của bia, do trong phản ứng sẽ tạo nhiều K2SO4 có vị đắng khó chịu, hoặc do tác dụng tương hỗ giữa CaSO4 và MgHPO4 tạo MgSO4 cũng gây vị đắng khó chịu:

CaSO4 + MgHPO4 = CaHPO4 + MgSO4 (vị đắng)

Đối với nước rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệt không chứa vi sinh vật Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp hoặc trung bình, đặc biệt không chứa NH3 và các muối nitrit

Bảng 1: Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia (Nguồn: Công ty bia Vinaken)

Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia Thông số

Khí NH3 không cóCác muối có gốc –NO3 -, –NO22- không có

1.2.1.1.Khái niệm và phân loại:

Đại mạch là nguyên liệu truyền thống để sản xuất bia Đại mạch cũng như những cây ngũ cốc khác bao gồm glucis và protein nhưng đại mạch có hàm lượng cao hơn các loại ngũ cốc khác quan trọng là tỉ lệ glucid/protein cân đối thích hợp với việc sản xuất bia

Phân loại các giống đại mạch:

- Đại mạch được xếp vào họ hordeum gồm có: Hordeum Sativum; Hordeum.Murinum; Hordeum.Jubatum

- Theo mục đích sử dụng, đại mạch được chia làm 2 nhóm chính:

+ Đại mạch dùng trong công nghiệp: dùng để chế biến bia hoặc các ngành thực phẩm dùng malt đại mạch Thường dùng giống đại mạch hai hàng (gọi là H.Distichum)

Đại mạch hai hàng+ Trong nông nghiệp dùng để chế biến cho các loại thức ăn cho gia súc, gia

cầm.Thường dùng giống đại mạch nhiều hàng (gọi là H.Polystychum).

+ Thành phần chính trong nội nhũ là những hạt tinh bột hình tròn, có kích thước rất lớn (20÷30µ hoặc rất bé 2÷10µ) rất ít những hạt có kích thước trung bình Nếu hàm lượng protein trong đại mạch càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột có kích thước nhỏ

+ Trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao (1,5÷1,6) vì vậy trong nước chùng lắng xuống rất nhanh, tinh bột không hòa tan được trong nước, kể cả những dung môi hữu

cơ trung tính

+ Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa 75÷80oC (của gạo 75oC, khoai tây 65oC) tính chất này cần phải lưu ý khi nấu bia Tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuận lợi hơn

+ Cấu tạo hạt tinh bột gồm hai dạng polysaccharide là amylose và amylopectin Amlose chiếm 17÷24% trọng lượng hạt tinh bột , amylopectin chiếm 76÷83%

+ Tinh bột sẽ chịu tác dụng xúc tác của hệ enzim amylaza (gồm α – amylaza và β -amylaza) hiệu quả xúc tác sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và PH Điều này quyết định kết quả quá trình nấu bia

- Thành phần hóa học của đại mạch:

Bảng 2: Tính theo phần trăm trọng lượng chất khô

Protein thô (N*6,25) 8÷11 8÷11

- Những yêu cầu chất lượng đối với đại mạch dùng trong sản xuất bia

+ Yêu cầu về cảm quan:

 Tất cả các hạt thóc phải thuộc một loại đại mạch, đông nhất về kích cỡ, không lẫn cát

đá, rơm rác và những hạt thuộc loại thóc khác

 Hạt thóc phải có vỏ mỏng, màu vàng nhạt óng ánh, không có vết trên vỏ

 Đại mạch tốt phải có mùi thơm của rạ rơm, khi cắn hạt thóc thấy có mùi tinh bột và hơi ngọt

+ Sinh lý:

 Lực nảy mầm phải đạt 80÷85%

 Trọng lượng tuyệt đối thường 35 ÷ 45 g/1000 hạt

 Khả năng nảy mầm 90÷95 %

+Yêu cầu về thành phần hóa học:

 Vỏ: không vượt quá 7÷9% trọng lượng hạt

 Hàm lượng ẩm: w = 10÷15%

 Hàm lượng protid 8÷14% chất khô của hạt

 Hàm lượng glucid chiếm 55÷62 % trọng lượng hạt (hoặc 63 ÷ 66 % trọng lượng chất khô)

1.2.2. Malt:

Malt là sản phẩm được nảy mầm và sấy khô từ hạt đại mạch Trong bia Malt là nguyên liệu chính, rất quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Tuy nhiên ở Việt Nam chưa trồng được đại mạch, do đó phải nhập malt từ nước ngoài nên chi phí sản xuất tăng lên Do vậy giá thành của từng loại bia tương ứng với hàm lượng malt nguyên chất, từ đó cũng một phần quyết định xem bia có ngon hay không

Tách mầm, rễ malt

Malt

SấyĐại mạch

Ngâm/làm ướt

Nước

Ươm mầm

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt

Rễ, mầm

1.2.2.1.Ngâm đại mạch:

- Mục đích của quá trình ngâm: Hàm lượng ẩm có sãn trong hạt khi bảo quản là tối thiểu, chỉ đủ để duy trì sự sống “tĩnh” của phôi mầm, chứ không đủ cho phôi mầm phát triển Vì vậy ngâm hạt đại mạch nhằm cung cấp thêm 1 lượng nước tự do từ môi trường ngoài, tạo điều kiện cho phôi mầm phát triển ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm thuận lợi, các hệ enzime

có sẵn trong hạt từ trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần về trạng thái “động” và bắt đầu tham gia vào quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ ở dạng đại phân tử (polyme) như tinh bột, pentozan, protein, tạo ra những chất dinh dưỡng hòa tan để nuôi mầm phát triển

- Các biến dổi trong quá trình ngâm: lượng nước tự do thẩm tích vào bên trong hạt làm thể tích, khối lượng hạt tăng lên và hạt mềm hơn và dễ thủy phân hơn Những chất trong hạt

sẽ dễ dàng hòa tan để được vận chuyển đến cung cấp cho cơ quan phôi mầm, từ đó phôi mầm sẽ từ từ phát triển Đồng thời, ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, pH thuận lợi, các hệ enzim có trong hạt từ trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần sang trạng thái “động”, và bắt đầu tham gia vào các quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ Trừ ở dạng đại phân tử (polyme) như tinh bột, protein, pentozan,… tạo ra những chất hòa tan, để nuôi mầm phát triển

- Các yếu tố ảnh hưởng:

 Ảnh hưởng nhiệt của nước ngâm: Nhiệt độ tối ưu của nước ngâm dại mạch là 10÷12oC, nếu nhiệt độ thấp hơn 10oC thì mầm sẽ phát triển rất yếu, còn nếu nhiệt độ lớn hơn 15oC thì lại làm cho các vi sinh vật gây thối (chủ yếu) phát triển mạnh, đồng thời sự hô hấp của hạt cùng các quá trình sinh-hóa trong hạt tăng nhanh thất thường, do đó làm giảm khả năng nảy mầm của hạt

 Ảnh hưởng của oxi trong nước ngâm: tùy thuộc vào kích thước hạt và điều kiện thông thoáng nhân tạo đối với nước ngâm mà có ảnh hưởng khác nhau tới thời gian ngâm Ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm trong nước, thì oxy là yếu tố quyết định đến cường độ

hô hấp, giúp giải phóng ra năng lượng cần thiết cho sự phát triển của mầm Do đó việc cung cấp oxy cho nước ngâm càng đầy đủ và đều đặn thì sự hút nước của hạt càng thuận lợi, đồng thời sự phát triển của mầm cũng điều hòa hơn

 Ảnh hưởng bởi thành phần hóa học và cấu trúc các thành phần đó có trong hạt: bản thân thành phần hóa học của nước ngâm cũng ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc hút nước của hạt Thực tế cho thấy, sự thay đổi thành phần hóa học cảu hạt đại mạch trong khi ngâm là không đáng kể, một phần nhờ glucid bị tổn thất cho quá trình hô hấp của hạt , một lượng nhỏ khác của của chất bị khuyếch tán vào nước ngâm như đường, chất khoáng, pentozan, tổng tổn thất này khoảng 1% trọng lượng chất khô Thông thường nước ngâm có pH nghiêng về acid thì dễ hòa tan các thành phần tanin hoặc chất đắng trong vỏ malt, gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị, màu sắc của bi sau này Để hạn chế điều này đôii khi người ta dùng nước ngâm hơi kiềm trong hạt đại mạch cũng chứa những chất kìm hãm hệ enzime hô hấp, tức sẽ giảm khả năng hô hấp của hạt và làm yếu quá trình nảy mầm, đó là sắc ttó vàng thuộc nhóm acid-flavonic Do đó muốn tách chúng ra khỏ hạt thường phải thay nước ngâm 5÷6 lần tùy theo từng loại malt mà có mức dộ ngâm khác nhau: đối với malt vàng thường có W

cb=42÷44% Đối với malt đen phải đạt Wcb=45÷47%

- Phương pháp ngâm:

Phương pháp ngâm tưới phun: đây là phương pháp ngâm tiên tiến nhất hiện nay Bằng phương pháp này ta có thể cung cấp liên tục, đầu đủ và đều lượng oxy cần thiết cho hạt nguyên tắc của phương pháp này là: hạt trước khi ngâm được rửa sơ bộ ở những thùng riêng, sau đó được đỏ xuống màng lưới chuyển động thành từng lớp dày, màng lưới này liên tục đi qua những vòi phun nước kiểu hoa sen, hạt được tưới liên tục bởi những luồng nước rất mịn và bão hòa oxy giống như sương, cứ như vậy liên tục cho đến khi đạt

độ ẩm cần thiết Bằng phương pháp này, nếu ngâm ở 10÷12oC thì chỉ mất 48h, đồng thời mầm phát triển nhanh và mạnh, sau khi ngâm khoảng 70% hạt đã nứt mầm, malt thu được

có chứa nhiều chất có N hòa tan, đồng thời độ hoạt động của amylase và protease rất mạnh

1.2.2.2. Ươm mầm:

Khi hạt đại mạch qua quá trình ngâm đã đạt đến độ ẩm cân bằng cần thiết cho sự lên mầm sẽ có những chuyển biến lý-hóa, sinh-hóa Khi đó nếu các điều kiện về độ ẩm, nhiệt độ, oxy đầy đủ và thích hợp thì phôi mầm sẽ phát triển nhanh Có thể nói giai đoạn ươm mầm là quá trình quan trọng nhất để biến đổi hạt đại mạch thành malt

- Ươm mầm đại mạch trong công nghệ sản xuất bia nhằm mục đích: Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzyme thủy phân tăng trưởng về khối lượng và cường lực xúc tác Giải phóng chúng khỏi trạng thái liên kết tạo điều kiện để chúng phân cắt một lượng đáng

kể các chất cao phân tử thành các sản phẩm phân tử thấp Đồng thời phá vỡ thành tế bào làm cho hạt “mềm” ra, tạo nên nhiều sự biến đổi cơ lý, hòa lý, hóa học trong thành phần hạt đại mạch

- Những yếu tố ảnh hưởng tới quá trình ươm mầm:

 Trong thời gian ươm mầm cần có sự kiểm soát chặt chẽ các yếu tố kỹ thuật của môi trường, đặc biệt là oxy, nhiệt độ, độ ẩm nhằm khống chế được sự phát triển tối thiểu của mầm rễ và mầm lá, đồng thời lại phải hoạt hóa tối đa các hệ enzyme và tổng hợp các enzyme mới Chúng tác động mạnh đến các biến đổi sinh hóa trong nội nhũ, như vậy sẽ thu được malt có độ phân giải cao, rất có lợi cho các công nghệ tiếp theo

 Nhiệt độ và thời gian ươm mầm: trong một giới hạn nhất định sự gia tăng nhiệt độ sẽ thúc đẩy hô hấp, cường độ hoạt động của các hệ thống enzyme Từ đó tạo điều kiện cho phôi mầm phát triển mạnh, đồng thời giảm nhanh hàm lượng chất khô trong hạt Trong trường hợp nhiệt độ tăng quá giới hạn cần thiết sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất chất hòa tan và chất lượng malt

Nhiệt độ cực đại đối với sản xuất malt vàng là 18÷20oC, với malt đen là 22÷25oC.Thời gian ươm mầm phụ thuộc vào nhiệt độ ươm mầm Đồng thời phụ thuộc vào những đặc trưng kỷ thuật của giống đại mạch Bình thường chu kỳ ươm mầm của malt vàng 6÷8 ngày, của malt đen là 7÷9 ngày Sau khi ươm mầm xong phải đạt được 75% số lượng hạt

+ Malt vàng có chiều dài rễ <1,5 chiều dài hạt, chiều dài mầm lá < ¾ chiều dài hạt.+ Malt đen thì chiều dài rễ <2 lần chiều dài hạt và chiều dài mầm lá ≤1 lần chiều dài hạt

Trong quá trình ươm mầm chất khô của hạt bị tiêu hao khoảng 10÷20%, trong đó6÷7% cho sự hô hấp và 5% cho việc tạo rể và mầm lá

- Phương pháp ươm mầm:

Hiện nay trên thế giới có nhiều phương án ươm mầm theo phương pháp thông gió,tùy thuộc vào điều kiện mỗi nơi mà chọn lựa phương án lựa chọn khác nhau như:

 Ươm mầm thông gió trong hộp

 Ươm mầm thông gió trong thùng quay

 Ươm mầm thong gió liên tục

Nguyên tắc ươm mầm theo phương pháp thông gió: ươm mầm thông gió được tiến hành bằng cách thổi luồng khí đã được điều hòa (to, W) trực tiếp vào lớp hạt không khí sau khi qua bộ phận điều hòa sẽ được làm sạch bụi, vi sinh vật, hạ nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ trong lớp malt từ 2÷3oC và độ ẩm bão hòa hơi nước đạt đến 98÷100% Nhờ không khí được thổi qua lớp malt từ dưới lên trên tuần hoàn, liên tục, mà malt được ươm trong điều kiện O

2, t

o, và W thích hợp nhất, kết quả là malt luôn có chất lượng ổn định và

ta có thể kiểm soát được các yêu cầu chất lượng của malt

1.2.2.3 Sấy malt:

- Sấy malt tươi nhằm mục đích: malt tươi luôn có một lượng ẩm khá lớn (W=40%), trong kgi phải chấm dứt sớm sự phát triển của hạt malt ( sự phát triển của chồi và rễ ) để hạn chế tối đa tổn thất chất khô của hạt, giúp cho việc bảo quản và vận chuyển đi xa không làm giảm xút chất lượng malt, do đó phải tiến hành sấy malt tươi Tuy nhiên để vệc sấy malt tươi đạt hiệu quả tốt nhất cần phải nhận rõ mục đích phải đạt đến là:

 Tách triệt để độ ẩm tự do trong hạt malt

 Bảo toàm được haọt tính cảu enzyme

 Thông qua chế độ sấy khác nhau, ta thu được những loại malt có yêu cầu chất lượng khác nhau để đáp ứng cho việc sản xuất ra các loại bia có chất lượng khác nhau

 Diễn ra một loạt các quá trình tạo thành hương, vị và tăng cường độ màu của sãn phẩm Quan trọng nhất trong sấy malt là tạo melenoidin- một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất,

là yếu tố quan trọng chi phói chất lượng bia vàng và là nhân tố quyết định về hương vị, màu sắc, khả năng tạo và bọt bia đen

- Các giai đoạn trong quá trình sấy malt tươi:

 Giai đoạn sinh lý: ở giai đoạn này nhiệt độ sấy sẽ tăng dần lên 45oC, hàm lượng nước trong hạt sẽ hạ dần về khoảng 30% Điều kiện độ ẩm và nhiệt độ như vậy sẽ rất phù hợp cho sự phát triển về sinh lý của hạt mầm, đồng thời một số enzyme thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trở lại, tác động đến nội nhũ làm cho mầm tăng thêm một ít đường và acid amin

 Giai đoạn sinh hóa: giai đoạn này nhiệt sấy malt tăng dần từ 45-70oC Các biến đổi sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzyme thủy phân vẫn tiếp tục hoạt động song yếu dần, đặc biệt là đối với malt vàng vì lúc này độ ẩm trong malt đã hạ về khoảng 10% Tuy nhiên đối với malt đen thì độ ẩm ở giai đoạn này chỉ mới hạ về khoảng 20÷30%, cùng với nhiệt độ 45÷70oC rất thích hợp cho các enzyme thủy phân hoạt động tốt Do vậy, sự phân hủy nội chất của malt đen thường sâu xa và dẫn đến hàm lượng đường và acid amin cao hơn trong

malt vàng.

 Giai đoạn hóa học: giai đoạn này, nhiệt độ tăng dần lên khoảng 75÷105oC Khi nhiệt độ

>70oC, các quá trình tác động của enzyme bị hấp phụ bởi các chất keo của hạt malt, chúng chuyển dần về dạng liên kết với các phân tử khác của hạt malt, trở về trạng thái

“nghỉ tĩnh” Một số enzyme kém chịu nhiệt sẽ bị biến tính như: pectindase, sitase, phytase,

… Do tăng dần nhiệt lên cao, hàm lượng nước trong malt sẽ giảm về tối thiểu, khi đó trong hạt malt sẽ xảy ra các biến đổi hoá học chủ yếu là tạo nên các hợp chất màu, mùi thơm và vị đặc trưng cho malt Phản ứng hóa học đặc trưng là phản ứng tạo thành các sản phẩm melanoidin Vai trò của các hợp chất melanoidin trong công nghệ sản xuất bia là rất lớn: chúng tạo cho bia có màu và mùi thơm đặc biệt, do khả năng hoạt động bề mặt mạnh nên chúng là những chất có khả năng tạo bọt tốt Chúng còn đóng vai trò bảo vệ các chất keo, ngăn cản sự kết tủa của các chất keo không bền vững (như protein) Ngoài ra chúng còn khả năng khử mạnh, làm tăng tính chất bền vững của bia, chống lại hiện tượng đục bia do oxy hóa Vì lượng melanoidin trong bia đen nhiều hơn do vậy tính chất này được thể hiện trong bia đen rõ hơn trong bia vàng

- Tách mầm, rễ malt:

 Trong thành phần hóa học của rễ malt chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm acid alkaloid Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây nên những vị đắng rất khó chịu Mặt khác, một số thành phần hóa học trong rễ malt là nguyên nhân gây nên nhiều rượu bật cao trong quá trình lên men bia, đồng thời loại bỏ sự hút ẩm (rễ, mầm), ngăn ngừa sự hút ẩm trở lại sau khi sấy

 Quá trình tách mầm được tiến hành ngay sau khi malt vừa ra khỏi lò sấy Lúc này mầm và

rễ ở trạng thái khô, dòn, rất dễ gãy nếu để nguội mầm và rễ sẽ hút ầm, trở nên dai khó tách khỏi hạt malt…

1.2.2.4 Chỉ tiêu đánh gí chất lượng của malt

Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng của malt:

Bảng 3: Chỉ tiêu chất lượng của malt (Nguồn: Công ty bia Vinaken)

Chỉ tiêu chất lượng của malt Thông số

α-Amylase thủy phân tinh bộtβ-Amylase (enzyme đường hóa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside từ đầu đường không khử theo từng hai phân tử glucose tạo sản phẩm là maltose, nhiệt độ tối ưu cho β-Amylase hoạt động là 60-650C Dextrin thu được do tác dụng của α-Amylase và β-Amylase tiếp tục phân cắt từng hai phân tử glucose Sản phẩm chính thu được trong quá trình đường hóa là maltose, chiếm khoảng 50% chất hòa tan của dịch đường , ngoài ra còn thu được saccarose, fructose, glucose.

Nhiệt độ đường hóa thích hợp cho việc tạo thành maltose là 60-650C; pHopt= 5.5

5.4-β-Amylase thủy phân tinh bột– Các protease (enzyme đạm hóa) phân hủy các protein thành các sản phẩm phân

tử lượng thấp như: axit amin, peptide… là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men, các sản phẩm có phân tử lượng trung bình như albumin, peptone, polypeptide tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt, giúp bia có khả năng giữ bọt

Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đạm hóa là 45-500C

1.3.Hoa houblon:

Hoa houblonHoa houblon là nguyên liệu quan trọng, đứng thứ hai (sau đại mạch) Hoa houblon

có tên khoa học là Humulus lupulus, là loại thực vật đơn tính, thuộc họ Gai mèo

Cannabinaceae, tạo cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo, ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, kết tủa protein kém bền vững và có tác dụng sát trùng bia Do những tính năng đặc biệt như vậy nên hoa houblon giữ vai trò độc tôn và là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành công nghiệp sản xuất bia

Trong công nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn Nếu hoa cái đã thụ phấn thì giá trị công nghiệp của chúng giảm đi rất nhiều Vì vậy người ta thường tiến hành loại bỏ ngay những cây đực trong vườn houblon

Trong một giò houblon có các bộ phận: trục, cánh và nhị hoa Khi hoa bắt đầu chín thì ở bên trong cánh hoa và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng óng, rất dẻo gọi là lupulin, hạt lupulin có dạng hình cầu, đường kính 0,15 – 0,25mm, chúng dính vào

cánh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn Chính những hạt lupulin này là

nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon

1.3.1 Thành phần hóa học của hoa houblon:

Bảng 4: thành phần hóa học hoa houblon

Chất đắng tạo cho bia có vị đặc trưng và dễ chịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất

đặc biệt của bia Khi hòa tan vào dịch đường và tồn tại trong bia, chúng có hoạt tính sinh

học cao tạo ra sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu Chúng còn có tính

kháng khuẩn do đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm

Chất đắngAxit đắng (Hợp chất tinh thể)

Sơ đồ 2.1: Phân loại chất đắng trong hoa houblon (Nguồn: Công ty bia Vinaken)

- Tanin:

Với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa, tanin có một vai trò nhất định

trong quy trình công nghệ, từ đó có ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp chất lượng bia

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon Trước hết tanin được chiết

trích dưới dạng hòa tan, sau đó với điều kiện nhiệt độ cao và thời gian dài chúng sẽ bị oxy

hóa và trùng ngưng với các mức độ khác nhau, các phân tử trùng ngưng sẽ hình thành mối

liên kết đẳng điện với các phân tử protein trong dịch đường hình thành những phức tanin-

protein, tạo ra kết tủa nóng trong quá trình này Mặt khác, với một dạng phức tương tự

nhưng với trọng lượng nhỏ hơn không kết tủa với điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độ

xuống thấp chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra liên kết tủa nguội trong dịch đường

Từ đó ta nhận thấy rằng, tanin một mặt có ảnh hưởng tốt đến quá trình công nghệ,

giúp cho dịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng

độ bền vững của keo bia Song mặt khác tanin cũng làm kết tủa cả những phần protein bền, dẫn đến chỗ làm giảm khả năng tạo bọt của bia.

- Tinh dầu thơm là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất mạnh, tỷ trọng là 0.88, dễ hòa tan trong methanol nồng độ cao, tan trong nước không đáng kể, bay hơi khá mạnh ở nhiệt độ thường Khi đun sôi, đa phần tinh dầu bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần không bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu đặc trưng cho bia Tinh dầu thơm chứa khoảng 200 chất khác nhau, trong đó phần lớn là những terpene, rượu, ketone, andehyte, este và axit Chiếm khối lượng nhiều nhất là các hydrocacbon (75%), sau đó là các loại rượu, phần còn lại là những hợp chất khác Vai trò của tinh dầu thơm khi hòa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và

dễ chịu Là một hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon và nhiều hợp chất chứa oxy dạng terpene, không tan trong nước và rất dễ bay hơi nên thất thoát rất lớn

1.4.Men bia:

Nấm men thường được sử dụng trong sản xuất rượu, bia là saccharomyces Trong sản xuất bia thường sử dụng 2 chủng nấm men là: saccharomyces cerevisia (lên men nổi), saccharomyces carlsbergensis (lên men chìm)

Bảng 5: đặc điểm của nấm men chìm và nấm men nổi

Lơ lửng trong dịch lên men, tập trung

Thời gian lên men ngắn, nhiệt độ len

men cao(14 – 25oC) Thời gian lên men dài, nhiệt độ lên men thấp(4-12oC).Khó lọc, khó thu hồi để tái sử dụng Dễ lọc, dễ thu nhận để tái sử dụng

Thường dùng để sản xuất Bia Đen và

Bia có độ cồn cao Thường dùng để sản xuất Bia Vàng và Bia có độ cồn thấp

Sử dụng được 1/3 đường saccaroza Sử dụng được hoàn toàn đường raffinoza

Trong sản xuất bia, người ta kiểm soát nấm men qua hai thông số: Tổng số tế vào

và tỷ lệ tế bào chết Các chỉ tiêu này đạt yêu cầu khi có dưới 5% tỷ lệ chết và số tế bào trong một ml là 15.106

1.5.Các chất phụ gia trong công nghệ sản xuất bia:

1.5.1. NaOH : dùng để trung hoà và vệ sinh tẩy rửa

Yêu cầu kỹ thuật: NaOH >96%, NaCl <1,5%, Fe2(CO)3<0,2%

Điều chỉnh pH và nước xử lý men sữa

H2SO4 d = 1,84(g/l) Điều chỉnh pH và nước xử lý men sữa

95 – 98%

nấu và đường hoá

1.5.3. Muối

Bảng 7: một số muối thường dùng trong sản xuất bia

NaCO3 NaCO3 > 95%

NaCl < 1%

Fe < 0,02%

Xử lý thành phẩm khi pH của Bia quá thấp

NaCl > 99%

H2O ≤ 0,5%

Bổ sung vào môi trường và dịch lên men khi cần thiết kích thích tiêu hoá và ổn định vị của bia

enzyme khỏi tác động của nhiệt độ

chỉnh nước

Na2S Na2S > 63,5%

Fe < 0,25%

Chất không tan < 1%

Khử sắt, khử mùi tanh, màu vàng của sắt

thường hoà Na2S thành dung dịch 15o

Baume

1.5.4. Chất trợ lọc: trong sản xuất Bia, chất trợ lọc thường sử dụng nhất hiện nay là diatomit và

peclit

1.5.5. Các loại enzyme sử dụng trong công nghệ sản xuất Bia

 Enzyme thuỷ phân protein – proteotylic(papain, pepsin)

 Enzyme anthocyanaza, polyphenoloxydaza

- Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid mà từ đó dưới tác dụng của enzyme trong malt, glucid