TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. BIA VÀ CÁC SẢN PHẨM BIA. 1.1 Khái niệm bia: Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Nói một cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương vị đặc trưng của hoa houblon. Đặc biệt CO¬2 hòa tan trong bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa. Ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin B1, B2, PP…). Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng. Đối với nước ta, bia đã trở thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta. 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. 16 1.2. Lịch sử phát triển ngành sản xuất bia: Sản xuất bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanh chóng mặc dù trải qua nhiều thăng trầm của thời gian, công nghệ kĩ thuật và nhận thức của cộng đồng. Xét về nguồn gốc, bia có xuất xứ từ các sản phẩm Nông nghiệp. Các chứng cứ cho thấy rằng bia được pha chế tại xung quanh vùng Lưỡng Hà khoảng 6000 đến 7000 năm trước. Người Ai Cập cổ đại đó ủ rượu, bia bằng các loại ngũ cốc của họ (lúa miến), việc này cũng được thưc hiện trong những bộ lạc người châu Phi.. Từ thế kỷ thứ 10 trong giai đoạn này việc sử dụng thảo dược rất phổ biến và người Đức đó sử dụng Houblon trong sản xuất bia sau đó Houblon được phổ biến toàn Châu âu. Ban đầu việc sử dụng Houblon bị chống đối kịch liệt nhưng những lợi ích mà Houblon mang lại cho sản phẩm bia như hương thơm và nhất là khả năng kháng khuẩn của chúng đã làm cho chúng dần dần được chấp nhận rộng rãi. Đến khoảng thế kỉ 17 những loại bia không sử dụng Houblon hoàn toàn biến mất thế vào đó là sự đa dạng của các sản phẩm bia, tùy thuộc vào vùng nguyên liệu và điều kiện khí hậu mà cho ra những loại bia có nét đặc trưng riêng. Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bia là lúa đại mạch tuy nhiên cũng có thế thay thế bởi nguyên liệu khác như yến mạch, lúa mì, gạo…Trong thời gian này việc đánh thuế của một số địa phương trên sản phẩm bia là rất cao và bia chỉ được bán trong những quán rượu. Năm 1516 một đạo luật ra đời tại Reinheitsgebot nhằm bảo hộ cho sản phẩm bia của Đức có tên “Luật độ thuần khiết của sản phẩm bia Đức”, các chỉ tiêu về Đại mạch, Houblon và nước để sản xuất bia được nêu ra cụ thể. Nấm men cũng được đưa vào danh sách khi chúng có nguồn gốc rõ ràng (định danh). Đến thế kỉ 18 thì có những chuyển biến lớn trong ngành sản xuất bia với sự phát triển của ngành sinh hóa và vi trùng học. Trong thời gian này bia thường được chứa nhiều tháng trong những thùng lớn trước khi đem đi tiêu thụ. Đây là biện pháp kéo dài thời gian ủ chín (lên men phụ) nhằm khắc phục nhược điểm của việc lên men bằng chủng nấm men Brettanomyces là chủng tạo ra acid béo và ester ethyl với mức độ cao vượt ngưỡng cho phép gấp 10 lần mặc dù nồng độ cồn do chủng này tạo ra cao hơn so với các chủng khác. Bên cạnh đó việc áp dụng cơ giới hóa vào sản xuất đó không ngừng nâng cao sản lượng bia sản xuất lên rất nhiều.
Trang 1TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1 BIA VÀ CÁC SẢN PHẨM BIA.
1.1 Khái niệm bia:
Bia là một loại nước uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men củađường trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men Nóimột cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương
vị đặc trưng của hoa houblon Đặc biệt CO2 hòa tan trong bia có tác dụng giải nhiệtnhanh, hỗ trợ cho quá trình tiêu hóa Ngoài ra trong bia còn chứa một lượngvitamin khá phong phú (chủ yếu là vitamin nhóm B như vitamin B1, B2, PP…).Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thếgiới với sản lượng ngày càng tăng Đối với nước ta, bia đã trở thành loại đồuống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở thành ngành côngnghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta
Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia Do các thành phần sử dụng đểsản xuất bia có khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia nhưhương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau [16]
1.2 Lịch sử phát triển ngành sản xuất bia:
Sản xuất bia là một ngành công nghiệp thực phẩm có bước phát triển nhanhchóng mặc dù trải qua nhiều thăng trầm của thời gian, công nghệ - kĩ thuật và nhậnthức của cộng đồng Xét về nguồn gốc, bia có xuất xứ từ các sản phẩm Nôngnghiệp Các chứng cứ cho thấy rằng bia được pha chế tại xung quanh vùng Lưỡng
Hà khoảng 6000 đến 7000 năm trước Người Ai Cập cổ đại đó ủ rượu, bia bằng cácloại ngũ cốc của họ (lúa miến), việc này cũng được thưc hiện trong những bộ lạcngười châu Phi. Từ thế kỷ thứ 10 trong giai đoạn này việc sử dụng thảo dược rấtphổ biến và người Đức đó sử dụng Houblon trong sản xuất bia sau đó Houblonđược phổ biến toàn Châu âu Ban đầu việc sử dụng Houblon bị chống đối kịch liệtnhưng những lợi ích mà Houblon mang lại cho sản phẩm bia như hương thơm vànhất là khả năng kháng khuẩn của chúng đã làm cho chúng dần dần được chấp nhận
Trang 2rộng rãi Đến khoảng thế kỉ 17 những loại bia không sử dụng Houblon hoàn toànbiến mất thế vào đó là sự đa dạng của các sản phẩm bia, tùy thuộc vào vùng nguyênliệu và điều kiện khí hậu mà cho ra những loại bia có nét đặc trưng riêng Nguyênliệu chủ yếu để sản xuất bia là lúa đại mạch tuy nhiên cũng có thế thay thế bởinguyên liệu khác như yến mạch, lúa mì, gạo…Trong thời gian này việc đánh thuếcủa một số địa phương trên sản phẩm bia là rất cao và bia chỉ được bán trong nhữngquán rượu Năm 1516 một đạo luật ra đời tại Reinheitsgebot nhằm bảo hộ cho sảnphẩm bia của Đức có tên “Luật độ thuần khiết của sản phẩm bia Đức”, các chỉ tiêu
về Đại mạch, Houblon và nước để sản xuất bia được nêu ra cụ thể Nấm men cũngđược đưa vào danh sách khi chúng có nguồn gốc rõ ràng (định danh)
Đến thế kỉ 18 thì có những chuyển biến lớn trong ngành sản xuất bia với sựphát triển của ngành sinh hóa và vi trùng học Trong thời gian này bia thường đượcchứa nhiều tháng trong những thùng lớn trước khi đem đi tiêu thụ Đây là biện phápkéo dài thời gian ủ chín (lên men phụ) nhằm khắc phục nhược điểm của việc lên
men bằng chủng nấm men Brettanomyces là chủng tạo ra acid béo và ester ethyl với
mức độ cao vượt ngưỡng cho phép gấp 10 lần mặc dù nồng độ cồn do chủng nàytạo ra cao hơn so với các chủng khác Bên cạnh đó việc áp dụng cơ giới hóa vào sảnxuất đó không ngừng nâng cao sản lượng bia sản xuất lên rất nhiều
Tổng sản lượng bia toàn thế giới năm 1910 là 100 triệu hl, đến năm 1995 là
1190 triệu hl và đến năm 2003 đạt 1444 triệu hl Nhìn chung sản lượng bia trên thếgiới tăng trưởng nhanh nhưng lại phân bố không đều giữa các châu lục, tập trung ởChâu Âu và Châu Mỹ Bên cạnh đó sản lượng bia ở những khu vực khác trongnhững năm gần đây cũng tăng trưởng khá nhanh, đặc biệt là các nước Châu Á, đóđứng thứ 3 trên thế giới sau Châu Âu và Châu Mỹ Hiện nay ở Châu Á, TrungQuốc là nước thị trường rộng lớn nhất và là thị trường đang phát triển mạnh nhất,tiếp theo là Nhật Bản nhưng ở mức độ vừa phải từ những năm 1990 trở lại đây
Ở Việt Nam, ngành công nghiệp sản xuất bia có lịch sử hơn 100 năm.Xưởng sản xuất bia đầu tiên được đặt tên là xưởng sản xuất bia Chợ Lớn, domột người Pháp tên là Victor Larue mở vào năm 1875, là tiền thân của nhàmáy bia Sài Gòn, nay là Tổng công ty Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn Ở
Trang 3Hình 2.1: Mức tiêu thụ bình quân đầu người qua các năm
miền Bắc, vào năm 1889, một người Pháp tên là Hommel đó mở xưởng bia ởLàng Đại Yên, Ngọc Hà, sau trở thành nhà máy bia Hà Nội, nay là Tổng công tyBia Rượu Nước giải khát Hà Nội Trong quá trình hình thành và phát triển,ngành sản xuất bia đó đạt mức tăng trưởng cao vào những năm của thời kỳ mởcửa Cùng với quá trình hội nhập, ngành sản xuất bia phát triển về quy mô vàtrình độ công nghệ, trở thành một ngành công nghiệp có thế mạnh khi Việt Namgia nhập tổ chức WTO
Việc đầu tư xây dựng các nhà máy bia được triển khai mạnh mẽ từnhững năm 1990 trở lại đây Số các nhà máy bia là 469 vào năm 1998 với cácquy mô khác nhau từ 100.000 lít/năm đến 100 triệu lít/năm Mức tiêu thụbình quân đầu người tăng lên nhanh chóng trong vòng 10 năm qua từ mứcdưới 10 lít/người năm vào năm 1997 đó đạt mức 18 lít/người.năm vào năm2006
Theo số liệu thống kê của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công Thương) tổngsản lượng bia của Việt Nam qua 5 năm gần đây thể hiện trong hình 1.2 Mặc
dù, đến năm 2005 số cơ sở sản xuất chỉ còn 329, nhưng quy mô của các doanhnghiệp đó tăng lên Số liệu thống kê cho thấy trong ngành sản xuất bia có 3doanh nghiệp có sản lượng trên 100 triệu lít/năm là Sabeco (năng lực sản xuấttrên 300 triệu lít/năm), Habeco (trên 200 triệu lít/năm) và công ty liên doanh nhàmáy bia Việt Nam (trên 100 triệu lít/năm) Có 15 doanh nghiệp bia có công suấtlớn hơn 15 triệu lít và 19 doanh nghiệp có sản lượng sản xuất thực tế trên 20triệu lít Khoảng 268 cơ sở còn lại có năng lực sản xuất trên dưới 1 triệu lít/năm
Trang 4Hình 2.2 : Sản lượng bia cả nước qua các năm
Theo lộ trình phát triển dự kiến đến năm 2010 cả nước sẽ sản xuấtkhoảng 2,5 – 3 tỷ lít bia và mức tiêu thụ bình quân đầu người khoảng 28-30lít/người/năm Với tốc độ phát triển nhanh hiện nay, nhiều nhà máy bia mô lớnđang được đầu tư và cũng kéo theo nhiều vấn đề quan trọng về sử dụng nguồnnguyên liệu, khoa học kĩ thuật và các phuơng pháp di truyền, lai tạo giống nấmmen cho hiệu quả sản xuất cao và chất lượng bia tốt hơn.[2]
1.3 Tính chất chung của bia
Bia thông thường có những thành phần cơ bản sau đây
1.3.1 Chất hòa tan (chất trích ly)
Chiếm 3,5 ÷ 5,0% trọng lượng bia
Chất hòa tan (chất trích ly) trong bia tuy chiếm một hàm lượng không lớn,song do sự phong phú về thành phần hóa học mà có tính chất quyết định đến chấtlượng của bia Cụ thể trong chất hòa tan (chất trích ly) của bia sẽ gồm có:
1.3.1.1 Hydrat cacbon : Chiếm 80 ÷ 85% chất hòa tan trong bia Trong số
này, riêng maltose và maltotriose chiếm khoảng 60 ÷ 70%, còn lại là các đườngkhác như glucose, saccarose, pentose, arabinose, xylose,…
1.3.1.2 Protein : Chiếm 6 ÷ 9% chất hòa tan trong bia (khoảng 700 mg/l các
chất chứa Nitơ) Trong đó:
- 140 mg/l protein có phân tử lượng cao
- 120 mg/l protein có phân tử lượng trung bình
- 440 mg/l protein có phân tử lượng thấp
1.3.1.3 Glyceryl :
Trang 5Chiếm 3 ÷ 5%, là sản phẩm phụ hình thành khi lên men (khoảng 1200 ÷ 1600mg/l).
1.3.1.4 Các chất tro:
Chiếm 3 ÷ 4% trọng lượng chất hòa tan, tức khoảng 1,4 ÷ 1,8g/l Trong đó
30% là photphat, còn lại là clorit, silicat, các cation như K+, Na+, Ca+, Mg2+,…
1.3.1.6 Các acid hữu cơ:
Chiếm 0,7 ÷ 1,0% trọng lượng chất hòa tan của bia tức khoảng 300 ÷ 400mg/l, trong đó:
+ 50 ÷ 70 mg/l pyruvat.
+ 170 ÷ 220 mg/l citrate + 30 ÷ 110 mg/l malat.
< 0,6 mg O2/l: Đối với các loại bia nhạy cảm
Trang 6≥ 1,0 mg O2/l: Bắt đầu gây hại ở nhiệt độ cao.
≥ 2,0 mg O2/l: Gây hại rõ ràng trong thời gian ngắn
1.3.2 Các chất dễ bay hơi
- Etanol: 3,4 ÷ 4,5% trọng lượng bia
- Acid carbonic: 0,35 ÷ 0,55% trọng lượng bia
- Nước: 90 ÷ 92% trọng lượng bia.[1][5][6]
1.4 Vai trò của bia:
Bia là một loại thức uống mát, bổ với vị đắng dễ chịu và hương thơm đặctrưng, độ cồn thấp Với bia, khi sử dụng đúng mức sẽ mang đến cho con người sựsảng khoái, dễ chịu và tăng sức đề kháng cho cơ thể
Hàm lượng nước: có thể chiếm 90% trong bia, với hàm lượng nước nâng cao,bia sẽ giúp giải khát tốt cho người sử dụng, khi uống vào CO2 trong bia sẽ thoát racho ta cảm giác mát lạnh ở lưỡi
Chất khoáng: trong bia có khoảng hơn 30 loại chất khoáng mà chủ yếu đượctrích ly từ malt như: Mg, P, K…Ngoài ra bia còn chứa một lượng thấp của Na và Cagiúp giảm nhanh cơn khát
Vitamin: bia chứa hầu hết các vitamin nhóm B (B2, B6, PP), một ít nhóm A, D
và E, các vitamin kể trên là cần thiết đối với con người
Polyphenol: có khoảng 150mg/l bia Nó giúp chống lại các nguy cơ về bệnhtim mạch và ung thư
Cacbon dioxit (CO2): ngoài việc làm cho bia có cảm giác thơm ngon, nó cònlàm tăng khả năng bài tiết nước tiểu, tăng khả năng tiêu hóa của cơ thể
Năng lượng: 1 lít bia khi uống sẽ cung cấp cho con người một lượng từ 500 –
600 calori.[1][5][6]
1.5 Phân loại bia:
1.5.1 Phân loại theo tính chất
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 Phần lớn kiểu bia thuộc về một trong hai họ lớn: ale- sử dụng lên men nồi
Trang 7Ale: Ale là bất kỳ loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, và nó thông
thường được lên men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-230C) Các men bia ale
ở nhiệt độ này tạo ra một lượng đáng kể ester, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác, và kết quả là bia tạo ra có mùi vị của hoa hay quả tương tự Cáckhác biệt về kiểu giữa các loại ale là nhiều hơn so với các loại lager, và nhiều loại bia ale rất khó để phân loại chúng.[15]
Lager: Lager là loại bia được
tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới
Chúng có nguồn gốc từ vùng Trung
Âu Men bia lager là loại lên men
chìm, thông thường được lên men ở
nhiệt độ 7-120C (45-550F), và sau đó
được lên men thứ cấp lâu ở 0-40C
(30-400F) Trong giai đoạn lên men thứ cấp, lager được làm trong và chín Các điềukiện lạnh cũng kiềm chế việc sản xuất tự nhiên các ester và các phụ phẩm khác, tạohương vị “khô và lạnh hơn” của bia.[15]
Loại bia hỗn hợp: Kiểu bia lai hay bia hỗn hợp sử dụng các nguyên liệu và
công nghệ hiện đại hoặc bổ sung càc khía cạnh truyền thống của sản xuất bia Mặc
dù có một số biến thái giữa các nguồn khác nhau, nhưng nói chung bia hỗn hợp có thể là:
Bia rau quả là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa quả có thể lên men trong quá trình lên men, tạo ra chất lượng hài hòa một cách rõ nét
Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa hay quả thảo mộc hoặc các loại cây gia vị thay vì bổ sung hoa bia
Trang 8 Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ là các loại bia truyền thống hay thực nghiệm đưởc lưu trữ trong các thùng gỗ hoặc được tiếp xúc với gỗ trong một khoảng thời gian Thông thường, thùng gỗ hay các miếng gô đầu tiên được xử lý bằng một số loại rượu mạnh hay các đồ uống chứa cồn.
Bia hun khói là bất kỳ loại bia nào mà mạch nha của nó đã được hun khói Thông thường các loại bia này có mùi và hương vị của khói Điển hình của kiểu bia truyền thống này là bia Rauchbiers
Bia đặc biệt là cách gọi chung để chỉ các loại bia được sản xuất mà sử dụng các nguồn đường, hạt ngũ cốc và tinh bột có thể lên men không thông dụng.[15]
1.5.2 Phân loại theo hình thức
Trên thị trường có 3 loại bia chủ yếu: Bia tươi, bia chai/lon, bia hơi
Bia tươi: là sản phẩm lên men có bão hòa CO2 tự nhiên, bia tươi có qua quá trình thanh trùng nhưng ở nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ thanh trùng và thời gian ngắn hơn so với bia chai/lon Bia tươi có màu sắc, hương vị nguyên thủy của sản phẩm sau lên men Bia tươi không bảo quản được lâu
Bia chai/lon: là bia có qua quá trình thanh trùng ở nhiệt độ cao và thời gian dài, chất lượng bia tương đối do có sử dụng thế liệu nhưng không nhiều (70% malt, 30% gạo) Bia chai/lon bảo quản được lâu
Bia hơi: là bia không qua quá trình thanh trùng, chất lượng bia thấp hơn
so với bia tươi và chai/lon, do sử dụng nhiều thế liệu và lượng CO2 phải
Trang 9nạp từ bên ngoài vào.
Hình 2.4 : một số loại bia lon trên thị trường
2 PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN BIA.
2.1 Làm trong bia:
Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia đã được lam trong một cách tự nhiên nhưng chưa đạt đến mức độ cần thiết Màu đục của bia được lý giải bằng sự hiện diện của nấm men, của các hạt phân tán cơ học, của các hạt dạng keo, của phứcchất protein- polyphenol, của nhựa đắng và của nhiều loại hạt li ti khác Tất cả các cấu tử này sẽ góp phần làm giảm độ bền của bia nếu chúng cứ tồn tại trong đó Vì vậy muốn làm tăng độ bền của bia, với mục đích là tăng thời gian bảo quản khi chúng lưu hành trên thị trường, cần phải lại bỏ tất cả những cấu tử gây đục cho bia, bằng phương pháp nhân tạo Có hai giải pháp để lam trong bia: lọc và ly tâm
Nguyên tắc lọc bia được xây dựng trên hai quá trình:
Giữ chặt bằng lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lón hơn kích thước lỗ hổng của vật liệu học
Hấp phụ các hạt có kích thước bé hơn, thậm chí các hạt hòa tan dạng keo và các hạt hòa tan phân tử Độ trong tinh thể của bia đạt được là nhờ có quá trình thứ hai này Hiệu quả của quá trình hấp phụ, phụ thuộc trước hết vào bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, sau đó là thời điểm trong quá trình lọc
Trong công nghiệp sản xuất bia, những loại vật liệu lọc được sử dụng rộng rãi nhất gồm có:
Xelluloza trộn với bột axbetit rồi ép chặt thành bánh hình tròn (hoặc hình chữ nhật hoặc hình vuông) Vì độ dày của các bánh khá lớn, cho nên trong thuật ngữ chuyên ngành, chúng được gọi là khối lọc
Trang 10 Sợi xelluloza dệt và ép thành tấm, khi tiến hành lọc bia phải phủ bột diatomit Vì độ dày của các tấm này bé, hơn nữa chúng lại bền và rất dai, cho nên trong thuật ngữ chuyên ngành chúng được gọi là tấm lọc.
Cả hai loại vật liệu lọc đều có thể sử dụng nhiều lần Đối với khối lọc,sau mỗi lần tái sử dụng, ta phải bổ sung thêm một lượng mới.Khối lọc đã qua sử dụng, có khả năng hấp phụ mạnh hơn khối lọc mới, và xếp thứ ba là diatomit Tuy khả năng hấp phụ thấp hơn nhưng hiện nay, loại vật liệu trợ lọc này được dùng nhiều hơn cả Lý do la bia lọc bằng diatomit không hề bị thay đổi về chất lượng và
có độ bền sinh học cao
Trong quá trình lọc có thể xảy ra hiện tượng giảm nồng độ chất hòa tan của bia Do một phần các hạt dạng keo bị loại ra ngoài cho nên độ nhớt của bia sau khi lọc sẽ bị giảm và khả năng tạo bọt của nó cũng bị giảm Vì lẽ đó, ý tưởng lọc bia hailần để bia đạt được độ trong tinh thể có thể thực hiện được nhưng hậu quả là làm giảm chỉ tiêu cảm quan khác của nó
Lọc bia luôn luôn dẫn đến sự hao phí về khối lượng và hao phí CO2, mặc dầu quá trình đó được thực hiện trong một hệ thống hoàn toàn kín Sự hao phí CO2 có thể giảm bớt được bằng cách trước lúc lọc, bia được làm lạnh đến OoC Gỉai pháp này có một điểm rất hay là tạo trước cho bia điều kiện gây đục ở nhiệt độ thấp, có như vậy sau này hiện tượng sẽ không bị lặp lại
Ly tâm là phương pháp thứ hai thường được sử dụng trong sản xuất để làm trong bia Việc tách các hạt phân tán ra khỏi pha lỏng, hoàn toàn mang tính chất cơ học Chính vì vậy mà sự thay đổi về thành phần và tính chất của bia sau khi ly tâm
là hầu như không đáng kể Ngoài ra, giải pháp ly tâm còn có một ưu điểm nữa là sự thuận tiện về mặt cơ khí khi làm việc Bên cạnh những ưu điểm, giải pháp này cũng
có một số nhược điểm nhỏ ta cần phải lưu ý Đó là, trong khi ly tâm, nhiệt độ của bia có thể sẽ tăng lên Theo một số ít tác giả thì bia sau khi ly tâm sẽ có tính khử yếu hơn so với bia lọc Vì những lý do đó, làm lạnh bia trước lúc ly tâm là công việc bắt buộc phải làm.[3][4]
Trang 112.2 Bão hòa CO2:
Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt đểbảo quản bia Bổ sung lượng CO2 bị thất thoát trong quá trình lọc bia.Tạo mọi điềukiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, để tiến hành bão hoà CO2
Phương pháp bão hoà CO2: Hạ nhiệt độ trong absort xuống 20C bằng cách mở vantác nhân lạnh Dịch bia sau khi lọc được bơm vào absort không được quá vạch vìdịch bia sẽ bị trào ra ngoài khi áp suất cao Mở van CO2 từ bình chứa vào trực tiếp
và được dẫn vào trong absort xuống đáy thiết bị qua thiết bị phân tán thành nhữngphân tử nhỏ khuếch tán đều trong bia Nạp CO2 khi áp suất lên gần 5 kg/ cm2 thìngưng lại
CO2 và nhiệt độ từ 0 – 10C Khoảng không trong thùng bock, chai hay lon trước khichiết cần được thông với khoảng không CO2 trên mặt thùng chứa bia, nhờ áp suấttrong chai lúc chưa có bia đã cân bằng với áp suất CO2 trong thùng chứa bia đượcgọi là phương pháp chiết đẳng áp Khi đó mới bắt đầu chiết bia vào, bia sẽ chiếmchỗ của CO2 và một ít không khí trong thùng bock, chai hay lon Lượng CO2 vàkhông khí nàyse4 thoát ra và do sự chênh lệch áp suất sẽ về khoảng trống bên trênthùng chứa bia Với nguyên tắc chiết rót bia đẳng áp trong hệ thống hoàn toàn kín,
sẽ đảm bảo sự giảm thiểu tổn thất CO2, cũng như sự giảm thiểu O2 xâm nhập vàotrong bia, nhờ vậy giữ ổn định chất lượng bia tốt hơn.[3][4]
Trang 12vi khuẩn lactic thuộc nhóm Sarcina và một số khác dễ dàng phát triển trong bia.
Xử lý nhiệt là một trong những giải pháp quan trọng nhất để diệt vi sinh vật.nội dung này được chia làm hai cấp: tiệt trùng và thanh trùng Tiệt trùng là nângnhiệt độ lên đến 1000C – 1200C, còn thanh trùng chỉ ở 60 – 800C
Thời gian cần thiết để diệt các tế bào vi sinh vật phụ thuộc vào nhiệt độ Khảnăng chịu nhiệt của các loài vi sinh vật khác nhau cũng khác nhau, và khả năng đódao động trong những khoảng khá rộng Ngoại trừ một số, còn đa số nấm men đều
bị diệt ở nhiệt độ 620C- 630C trong vòng 2 phút, ở nhiệt độ đó, phải kéo dài tới
15-20 phút nhiều loại vi khuẩn mới bị tiêu diệt Còn vi khuẩn chịu nhiệt thì với thờigian đó mà ở nhiệt độ 1000C chúng vẫn không chết Bào tử của nấm men và nấmmốc kém chịu nhiệt hơn so với bào tử của vi khuẩn Chúng bị diệt ở 800C, còn bào
tử của vi khuẩn, nhiều trường hợp phải ở nhiệt độ 1200C trong 30 phút may ra mớidiệt được chúng
Thanh trùng bia sẽ dẫn đến sự thay đổi bất lợi cho hương, vị và màu sắc củasản phẩm Ngay sau khi thanh trùng, những sự thay đổi đó rất khó nhận ra, nhưngsau một thời gian bảo quản thì chúng mới lộ rõ Một trong những nguyên nhân dẫnđến sự thay đổi đó là sự tạo thành melanoid
Thanh trùng bia cũng có thể dẫn đến vẩn đục dạng keo cho sản phẩm vấn đềnày phụ thuộc vào thành phần protein của bia, nhiệt độ và thời gian đun nóng.Protein cao phân tử là những thủ phạm chính gây ra vẩn đục dạng keo trong giaiđoạn thanh trùng Ở một múc độ nào đó, các hợp chất polyphenol ngưng tụ cũnggóp phần vào việc làm hỏng bia
Trang 13Để loại trừ, hoặc làm giảm bớt các hậu quả âm tính đến chất lượng sản phẩm
do quá trình thanh trùng gây ra, thì bia phải được sản xuất theo một chế độ côngnghệ đặc biệt nghiêm ngặt Điều cần thiết trước hết là ở giai đoạn sản xuất dịchđường, quá trình đường hóa và thủy phân phải đạt ở múc sâu và hoàn toàn Lên menchính, lên men phụ và tàng trữ phải tiến hành ở nhiệt độ thấp và phải kéo dài thờigian đủ mức cần thiết lọc bia hai lần và làm lạnh sâu đến 00C trước đó, tiến hànhtrong hệ thống kín tránh tiếp xúc với oxy là những giải pháp bắt buộc phải thựchiện Ngoài những vấn đề nêu trên, bia cần phải được làm ổn định thành phần bằngcách xử lý với các chất hấp phụ, các chất kết lắng, các chế phẩm enzym proteaza vàcác chất chống oxy hóa
Thực hiện được các giải pháp trên đây, sự thay đổi chất lượng của bia tronggiai đoạn thanh trùng sẽ giảm xuống mức thấp nhất
Có hai phương pháp thanh trùng bia: thanh trùng cả khối và thanh trùng trongbao bì
Thanh trùng cả khối lại có hai phương án: chiết chai ở nhiệt độ cao và chiếtchai sau khi đã làm lạnh Trong cả hai phương án này thì thiết bị trao đổi nhiệtthông dụng nhất vẫn là máy tấm bản.[3][4]
3 CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN BIA
3.1 Acid carbonic bị giảm
Lượng Acid carbonic bị mất sẽ phụ thuộc vào thời gian bảo quản Nó liên quanđến độ kín, khít của vật liệu chứa bia Theo viện Niitop thì dùng đệm bằngpolyphenol – etylen có thể giữ được aciad carbonic nhiều hơn 13,45% so với cácphương pháp đóng nút thông thường
3.2 Bia bị đục
Bia hỏng chủ yếu là khi bị đục Hiện tượng này do nhiều nguyên nhân và đặctrưng cho độ bền vững của bia Thời gian mà bia có khả năng giữ được vị, độ trongsuốt, độ bọt gọi là độ bền vững của bia Bia bị đục có thể do những nguyên nhânsau:
Vẩn đục do kết tủa nguội xảy ra khi làm lạnh bia đến nhiệt độ thấp (10C), nếu
ta nâng nhiệt độ lên cao hơn bia sẽ hết đục Có hiện tượng này do có sự chuyển về
Trang 14dạng không hòa tan ở nhiệt độ thấp của một số phân tử bậc cao như protein, chấtchát và nhựa hoa houblon.
Vẩn đục do kết tủa protein, dextrin: do hàm lượng protein trong đại mạch quácao, quá trình nấu, tàng trữ, lọc không bảo đảm kỹ thuật
Vẩn đục do kết tủa kim loại: do bia tiếp xúc với kim loại như Pb, Fe Cu.Protein kết hợp với kim loại, bị biến tính gây kết tủa Hiện tượng đục bia này gâybất lợi về mặt cảm quan, màu bia bị xám, mùi vị có pha lẫn mùi vị kim loại
Vẩn đục do hoạt động của vi khuẩn: xảy ra khi trong bia còn lẫn tạp trùng Đểkhắc phục còn phải chú ý đến khâu vệ sinh, sát trùng thiết bị, phân xưởng sản xuất
Để ngăn chặn hiện tượng đục trong bia cần nghiêm chỉnh chấp hành đúng quychế kỹ thuật đã xác định trong toàn bộ quy trình sản xuất
3.3 Bia bị chua
Độ acid trong bia thay đổi bình thường từ 1,8 – 5,5 ml kiềm trong 100 ml bia
Độ acid tăng lên trong mọi nhiệt độ bảo quản, và bia có thể bị hỏng ngay cả khi đạttới độ acid giới hạn quy định theo tiêu chuẩn
Ngoài ra, mùi vị bia có thể thay đổi trong quá trình bảo quản: bia bị nhạt, có vịchua và đắng, vị lên men, không còn mùi thơm Hiện tượng thay đổi mùi vị sinhcặn, mất acid carbonic xảy ra ở nhiệt độ cao hơn là nhiệt độ thấp
4 NHỮNG VI SINH VẬT NHIỄM VÀO BIA TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN.
4.1 Vi sinh vật gây ngộ độc:
4.1.1 Coliforms:
Coliforms và Faecal Coliforms được xem là vi sinh vật chỉ thị an toàn vệ sinh,
bởi vì số lượng của chúng hiện diện trong mẫu chỉ thị khả năng có sự hiện diện củacác vi sinh vật gây bệnh khác trong thực phẩm Các nhà nghiên cứu cho rằng số
lượng Coliforms cao trong thực phẩm thì khả năng hiện diện các vi sinh vật khác
cũng rất lớn Tuy vậy, mối liên hệ giữa số lượng vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vậtgây bệnh còn đang được tranh cãi về cơ sở khoa học, cho đến nay mối liên hệ nàyvẫn không được sự thống nhất trong các hội đồng khoa học.[11]
Trang 154.1.2 Escherichia coli:
Escherichia coli là một trong những vi sinh vật phổ biến nhất của môi trường.
Nhiều người không coi E coli là vi sinh vật gây bệnh cho thực phẩm song những
nghiên cứu gần đây cho thấy một số chủng của chúng thật sự có khả năng gây bệnhlây lan qua thực phẩm rất nghiêm trọng Chúng là vi sinh vật hiếu khí phổ biến
trong đường tiêu hóa của người và các loài động vật máu nóng.Các dòng E coli gây
bệnh khi chúng xâm nhiễm vào người qua con đường thực phẩm có thể gây nên cácrối loạn đường tiêu hóa, gây bệnh tiêu chảy ở trẻ em và nhiễm huyết ở trẻ sơ sinh,các biểu hiện lâm sàng biến động có thể từ nhẹ đến rât1 nặng, có thể đe dọa đếnmạng sống của con người phụ thuộc vào liều lượng, dòng gây nhiễm và khả năngđáp ứng của từng người.[11]
bị khối u trong gan, gây ra ung thư gan, tácđộng lên thận làm suy thoái thận.[11]
4.1.4 Staphylococcus aureus:
Staphylococcus aureus là VSV có khả năng sản sinh một số loại độc tố đường
ruột bền nhiệt, không bị phân huỷ khi đun ở 1000C trong khoảng 30 phút
Staphylococcus aureus không có khả năng cạnh tranh cao so với các vi khuẩn gây
hỏng thực phẩm khác nhưng khi không có đối thủ cạnh tranh, chẳng hạn trong thựcphẩm muối hoặc chế biến, chúng có thể sinh sôi và tạo ra độc tố bền nhiệt Khi visinh vật này xâm nhiễm vào trong thực phẩm, chúng tiết độc tố vào trong sản phẩm
và gây độc Khi con người tiêu thụ loại thực phẩm có chứa độc tố này, sau 4-6 giờ ủbệnh sẽ bộc phát các triệu chứng lâm sàng như tiêu chảy, nôn mữa, các triệu chứngnày kéo dài từ 6-8 giờ Các nguồn lây nhiễm vào thực phẩm chủ yêu từ các khâu
Trang 16chế biến Trong tự nhiên các vi sinh vật này thường tình thấy trên da, mũi, tóc haylông của các loài động vật máu nóng.[11]
4.1.5 Clostridium perfringens:
Quan niệm về sự ngộ độc thực phẩm do Clostridium perfringens gây ra đã có
những thay đổi trong những năm gần đây Theo những quan niệm trước đây cho
rằng các dòng C.perfringens kháng nhiệt, tạo bào tử và không làm tan máu mới có
thể gây ngộ độ thực phẩm Nhưng trong những năm gây đây các dòng nhạy cảm vớinhiệt, không làm tan máu cũng được tìm thấy trong các vụ ngộ độc do vi sinh vật
này gây nên.Vì các bào tử của C perfringens kháng nhiệt nên chúng thường sống
sót qua quá trình nấu chín Tuy nhiên cũng phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc vớinhiệt Nếu những bào tử sống sót, khi gặp điều kiện thích hợp chúng sẽ nẩy mầm vànhân lên Khi đun nấu thức ăn ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn có thể làm cho cácdòng kháng nhiệt tồn tại vì thế chúng sẽ gây tái nhiễm sau khi bảo quản Các triệuchứng của ngộ độc do độc tố của vi sinh vật này gây ra là đau thắt vùng bụng, tiêuchảy, đôi khi nôn mửa xuất hiện sau 8-20 giờ khi ăn một lượng lớn tế bào sống
Clostridium perfringens Thời gian ủ bệnh là 12- 24 giờ.[11]
4.2 Vi sinh vật gây hư hỏng bia:
4.2.1 Pectinatus cerevisiiphilus - Pectinatus frisingensis:
Pectinatus cerevisiiphilus thường được nói đến như là loại vi khuẩn làm hư
bia Loại vi khuẩn kị khí hình chiếc lá này lần đầu tiên được mô tả bởi Lee năm
1978 trong chai bia được trữ ở 300C Và từ đó nó thường được phát hiện trong cácmẫu bia bị mất hương vị Tuy nhiên, theo nghiên cứu phân loại mới đây thì có loại:
vi khuẩn kị khí, gram âm, hình que xuất hiện ở các nhà máy bia và đó là 1 chủng
mới của Pectinatus, Pectinatus frisingensis.Một chủng mới cần môi trường phát
triển khác và có khả năng bài tiết nhiều hơn trong quá trình lên men Khi phát triểntrong dịch bia thì hai chủng này bài tiết ra một lượng đáng kể các acid béo dễ bayhơi, chủ yếu là propionate và acetace, kết quả là làm hư hương vị.[14]
4.2.2 Lactobacillus brevis:
Trang 17Lactobacillus brevis là loại vi khuẩn thuộc nhóm vi khuẩn lên men axit lactic,
gram dương, không sinh bào tử Nó có thể được tìm thấy trong nhiều mơi trườngkhác nhau và trong thực phẩm lên men như dưa chua, rượu vang Nó cũng là một
trong những nguyên nhân phổ biến gây hư hỏng cho bia L brevis là một loại
Lactobacillus đặc biệt, nó được coi là loài chuyên sản xuất polysaccharide thực vật.
Quá trình trao đổi chất của L brevis tạo ra axit lactic và ethanol.
4.2.3 Megasphaera cerevisiae:
Megasphaera cerevisiae là vi khuẩn gram âm, kị khí bắt buộc, gây đục và làm
mất hương vị trong cà phê và bia Có bảy chủng M cerevisiae đã được phân lập M.
cerevisia thường nhạy cảm với pH thấp (≤4,1) và bị ức chế trong môi trường có độ
cồn trên 2,8% (w/v) Tuy nhiên, theo quan sát cho thấy thì nó có thể phát triển trongbia với độ cồn lên tới 3,8% (w/v) (Haikara and Lounatmaa, 1987; Lawrence, 1988)
[13]
Trang 18NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Cân điện tử (ADAM AQT – 200)
Máy ảnh (CANON IXUS 8515)
Máy đo pH( HANNA – HI 8424)
Kính hiển vi quang học( OLYMPUS CH30)
Tủ sấy dụng cụ (MEMMERT)
Tủ hút ( ASTEC MONNAIR)
Tủ lạnh ( LG GR - T582GV)
Tủ ấm ( SHEL LAT)