CNSX Bia (Hoan Thanh) [PDF]

Zitiervorschau

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

CHƯƠNG I: ĐẶT VẤN ĐỀ Bia là một loại nước uống mát bổ, giàu chất dinh dưỡng, có độ cồn thấp, có bọt mịn xốp, có khả năng tiêu hóa cao do nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza, bia có hương vị đặc trưng mà không có ở bất cứ một loại sản phẩm nào khác, vị đắng dịu, màu vàng ánh. Đặc biệt CO2 bão hòa trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống. Bia thu nhận được bằng cách lên men rượu ở nhiệt độ thấp của dịch đường chế biến từ malt đại mạch và các hạt giàu tinh bột, prôtein như gạo, ngô, đại mạch, tiểu mạch… chưa qua giai đoạn ươm mầm, cùng với nước và hoa houblon và các sản phẩm chế biến từ nó , được tiến hành do một số chủng nấm men Saccharomyces. Ngày nay trên thế giới bia được coi là một loại nước uống có thị trường tiêu thụ cao với sản lượng hơn một tỷ lít bia/năm. Ở nước ta ngoài hai cơ sở tương đối lớn là nhà máy bia Sài Gòn và nhà máy bia Hà Nội với tổng công suất khoảng 100 triệu lít/năm. Bên cạnh đó ngày càng xuất hiện một số cơ sở sản xuất với qui mô trung bình và nhỏ ở khắp nơi như bia Hoàng Thành, bia Mê Kông…Ngoài ra Việt Nam còn liên doanh với một số cơ sở sản xuất bia với qui mô lớn trên thế giới như bia Heniken, Tiger… Bia là loại nước giải khát có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưỡng cao và độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon và bổ dưỡng. Uống bia với một lượng thích hợp không những có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hoá mà còn giảm được sự mệt mỏi sau những ngày làm việc mệt nhọc, có tác dụng giải khát, ngoài ra nó còn chứa Vitamin B1, B2, PP và rất nhiều axít amin cần thiết cho cơ thể. Năng lượng thu được khi sử dụng 0,5l bia tương đương với ăn 100g bánh mỳ, 300ml rượu vang 12° cồn, 300g khoai tây. Một lít bia mang lại cho người sử dụng khoảng 400 – 500 kcal. Bia được chế biến từ malt đại mạch, nguyên liệu thay thế (gạo,…), hoa houblon, nước, nấm men. Hương thơm và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, từ các quá trình lên men dịch đường sinh ra CO2, rượu và các sản phẩm lên men khác. Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng hầu hết khắp các nước trên thế giới và sản lượng của nó ngày càng tăng. Theo dấu tích của các nhà khảo cổ học đã tìm thấy và chứng minh quá trình sản xuất bia cách đây 5 – 7 nghìn năm. Mãi đến năm 1857 nhà bác học người Pháp Louis – Pasteur đã tạo ra bước ngoặt lớn cho ngành công nghệ sản xuất bia, đó là khi ông phát hiện ra “Nấm men - vi sinh vật duy nhất mà hoạt động của chúng đã làm nên quá trình lên men bia”. Đến cuối thế kỷ 19 một số nhà khoa học Đức, Nga mới chứng minh được rằng nấm men tạo nên các Enzyme và các Enzyme này có khả năng chuyển hoá đường thành rượu và CO2, đây là thành phần quan trọng nhất của bia. Tình hình sản xuất bia trên thế giới và Việt Nam phát triển không ngừng, tuy nhiên sản lượng bia của Việt Nam còn rất khiêm tốn so với sản lượng bia của các 1

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

nước có công nghiệp sản xuất bia phát triển, như Mỹ, Đức, mỗi nước sản xuất trên dưới 10 tỷ lít/năm... Mức tiêu thụ bia của nước ta cũng rất thấp khoảng 17lít/người/năm, Tiệp 154lít/người/năm, Đức 147 lít/người/năm... Theo số liệu của Bộ Công nghiệp, cả nước hiện có trên 300 cơ sở sản xuất bia với công suất thiết kế 1,7 tỷ lít/năm. Trong số các nhà máy bia hiện đang hoạt động có 19 nhà máy đạt sản lượng sản xuất thực tế trên 20 triệu lít, 15 nhà máy bia có công suất lớn hơn 15 triệu lít, còn lại phần lớn các cơ sở chỉ có năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm. Tốc độ tăng trưởng của ngành bia được dự báo vẫn khá cao khoảng 15%/năm, vào 2010 nhu cầu về bia tại Việt Nam sẽ vào khoảng 2,5-2,7 tỷ lít. Năm 2006 mức tiêu thụ đạt khoảng 1,7 tỷ lít. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, lợi ích kinh tế giải quyết công ăn việc làm cho người dân nên việc xây dựng thêm các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức tốt cùng các thiết bị hiện đại sẽ cung cấp cho người tiêu dùng bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là điều rất cần thiết. Xét tình hình phát triển của nước ta hiện nay việc xây dựng các nhà máy bia với cơ cấu tổ chức tốt cùng các thiết bị hiện đại sẽ cung cấp cho người tiêu dùng bia có chất lượng cao, giá thành phù hợp là điều rất cần thiết. Xét tình hình phát triển của nước ta hiện nay việc xây dựng các nhà máy bia với quy mô vừa và nhỏ, với năng suất thích hợp, chất lượng cao sẽ giúp nhà máy hoạt động hiệu quả đem lại nhiều lợi ích kinh tế góp phần vào nền công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Các loại bia đang phổ biến tại thị trường Việt Nam như: Bia Sài Gòn, Bến Thành, Hà Nội, Huda Huế, Tiger, Heniken, carberg…

2

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

CHƯƠNG 2

NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT BIA

2.1. MALT ĐẠI MẠCH 2.1.1.Định nghĩa Malt thuộc họ Hordeum Sativum, là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô…sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. 2.1.2. Vai trò của malt trong công nghệ sản xuất bia Malt là một trong các nguyên liệu chính, thiết yếu để sản xuất bia nói chung và không thể thay thế khi sản phẩm là các loại bia truyền thống.Thể loại và phẩm chất malt là một trong những yếu tố quan trọng tạo ra sự đặc trưng riêng của bia thành phẩm. Trong sản xuất bia, malt là nguyên liệu được sử dụng có số lượng nhiều thứ hai (sau nước) tính theo khối lượng mức tiêu hao trung bình đối với malt là 0,15-0,2 kg cho một lít bia thành phẩm. Vỏ malt có ý nghĩa quyết định đến công nghệ lọc trong dịch thủy phân. Các thành phần của phôi, nội nhũ vừa là cơ chất chủ yếu (tinh bột, protein, các chất hòa tan, khoáng,…) vừa là tác nhân xúc tác thiết yếu (các hidrolase) hay là những thành phần quan trọng trong môi tường chuyển hóa tạo ra sản phẩm, một loại nước uống có những đặc trưng riêng mà không sản phẩm nào có được. Malt là một sản phẩm nhân tạo dựa trên sự chuyển hóa hóa sinh của quá trình nảy mầm tự nhiên từ đại mạch. 2.1.3.Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của malt: Malt là đại mạch nảy mầm, sấy khô, loại bỏ mầm, rễ bằng các biện pháp kỹ thuật thích hợp nhằm làm tăng chất lượng malt theo yêu cầu của công nghệ sản xuất bia. Malt có số lượng, chất lượng các hydrolase cao hơn nhiều lần so với đại mạch (độ hoạt động của α- amylase tăng lên 22 lần, β-amylase tăng trên 3,4 lần, amylosephotphase tăng trên 150-200 lần), đủ khả năng để chuyển hóa các hợp chất

3

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

cao phân tử thành các hợp chất đơn vị hợp phần theo yêu cầu của công nghệ sản xuất bia. Trong đó quan trọng hơn cả là các amylase, protease, photphase… Cũng qua các quá trình công nghệ sản xuất malt, đã loại trừ nhiều tạp chất không có lợi và tích lũy thêm nhiều hợp chất có lợi cho công nghệ sản xuất hay góp phần tạo ra hương vị đặc trưng làm tăng chất lượng cho bia. Thành phần hóa học của malt: Tinh bột

58% - 70%

Lipit

2.5%

Đường khử

4%

Chất khoáng

2.5%

Saccharose

5%

Protid

10%

Pentoza

8%

Celluloza

6%

Ngoài ra còn có enzyme, vitamin, nước... Yêu cầu kỹ thuật của malt: Màu sắc:

có màu vàng óng ánh như rơm.

Mùi:

có mùi thơm đặc trưng của malt.

Vị:

có vị ngọt

Độ cứng:

malt phải xốp và khô

Độ mịn:

không được xay nhuyễn để tạo thành lớp vỏ trấu giúp lọc

Tạp chất:

không được lẫn sạn, rơm rác hay tạp chất

Hình dáng:

hạt không bị sâu bệnh, vỡ, mốc, khuyết tật

Phân loại malt Các loại malt sau đây được sử dụng nhiều trong công nghệ sản xuất bia:

4

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

Malt caramen: Loại malt này được sản xuất từ đại mạch tốt, có chất lượng đặc biệt và được sấy với chế độ riêng. Loại malt này được dùng để sản xuất bia đen, bia có vị caramen có độ sánh cao và có mùi thơm mạnh, nhiều bọt. Malt cà phê: Malt này được sấy ở nhiệt độ cao, có màu vàng đậm như màu cà phê rang. Malt mela(còn gọi là malt melanoid): Loại malt này có hàm lượng protein cao và chứa nhiều melanoid. Người ta thường sấy loại malt này đến nhiệt độ cao.

Hình 2.1. Một số hình ảnh của malt

2.2. NƯỚC - Trong công nghệ sản xuất bia, nước là một trong các nguyên liệu chính, nguyên liệu duy nhất không thể thay thế được. - Có số lượng sử dụng nhiều nhất: tính cho một đơn vị sản xuất sản phẩm, nước tiêu hao trực tiếp trong công nghệ nhiều gấp 125 - 140 lần so với nguyên liệu giàu tinh bột. Nếu tính chung cho các nhu cầu khác ,tỉ lệ tiêu hao nước là 22 - 25 lít, so với nguyên liệu giàu tinh bột là 0.15 - 0.2 kg cho một lít bia thành phẩm. - Nước trực tiếp tham gia chuyển hóa tạo thành sản phẩm: trong tất cả các quá trình chuyển hóa cơ bản để tạo ra sản phẩm, từ đầu đến cuối của công nghệ sản xuất, đều có sự tham gia trực tiếp của nước. - Nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm: nước tồn tại trong bia, không chỉ nhiều về số lượng mà còn có vai trò đặc biệt quan trọng cho các thành phần khác phân tán và tồn tại. Trong bia nước là dung môi cho các thành phần khác hòa tan, phân tán rất đa dạng và phức tạp về trạng thái, cấu tạo hóa học và các tính chất hóa, lý, sinh… Các chất hòa tan đó là các ion, các phân tử tự do hay liên kết, các đại phân tử hay các phân tử keo phân tán cao…, tạo ra một dung dịch keo có độ bền cơ – lý - hóa cao, có hương vị đặc trưng hấp dẫn rất riêng của nó.

5

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

2.2.1.Thành phần hóa học Thành phần hóa học hay chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình kỹ thuật sản xuất và đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến đặc điểm, tính chất bia thành phẩm. Nước giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm, vì thế chất lượng của nước dùng trong sản xuất phải cao hơn chất lượng nước uống. Khi đưa vào sản xuất nước luôn được kiểm tra rất kỹ về chất lượng, thành phần hóa học. Yêu cầu về chất lượng nước phải đạt tiêu chuẩn sau:

Cặn khô

: 200-500mg/l

CaO

: 80-160mg/l

MgO

: 20-40mg/l

SO3

: 50-80mg/l

Cl (dạng chiết)

: 10-40mg/l

SiO2

: 5-10mg/l

N2O5

: < = 10mg/l

Các chất hữu cơ

: < = 2mg/l

Ta cũng cần chú ý đến hàm lượng Ca, Mg, Fe tồn tại trong nước dưới dạng Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaCO3, Fe(HCO3)2… đều ảnh hưởng xấu đến qui trình công nghệ, chất lượng bán thành phẩm của bia. 2.2.2. Xử lý nước Nước lắng trong, đông tụ, lọc làm mềm, diệt khuẩn lọc nước đã xử lý. Ở nhà máy do nguồn nước sử dụng là nước máy nên bỏ qua khâu tiền xử lý nước (lắng trong, đông tụ, lọc). 2.2.2.1. Làm mềm Ở nhà máy người ta làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion: đây là phương pháp xử lý nước dùng các hạt nhựa polyme hữu cơ bậc cao. Loại nhựa này thường được chế tạo ở dạng hạt nhỏ, có kích thước bé từ 0,3 - 1,3 mm, các hạt nhựa này là các cation có khả năng hấp thu ion và trả vào nước các ion Na+, K+.

6

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

2.2.3 Yêu cầu kỹ thuật của nước trong sản xuất bia:

Mùi vị

: tinh khiết, không màu

pH

: 6,8 - 7,4

Độ cứng tạm thời

: 0,7 mgd/l

Độ cứng vĩnh cửu

: 0,4 - 0,7 mg/l

Hàm lượng muối Cacbonat

: < 50mg/l O2

Hàm lượng muối Magie

: < 100 mg/l

Độ kiềm

: 2 - 3o F

Hàm lượng Chlorua

: 7.5 - 150 mg/l H2O

Hàm lương CaSO4

: 130 - 200mg/l H2O

Hàm lượng Fe2+

: < 0.3 mg/l

NH3 và các muối NO3,NO2

: không có

Vi sinh vật

: < 100 tế bào/1cm3 H2O

Chỉ số coliform

: < 3 tế bào /1 lít H2O

2.3. HOUBLON: 2.3.1.Vai trò quan trọng của houblon trong công nghệ sản xuất bia: Houblon là một trong các nguyên liệu chính, thiết yếu, không thể thiếu và không thể thay thế của công nghệ sản xuất bia. Dù chỉ dùng một số lượng rất ít so với các nguyên liệu khác, nhưng houblon vẫn có vai trò quyết định trong việc hình thành hương thơm, vị đắng hấp dẫn và góp phần quan trọng làm tăng khả năng tạo bọt, giữ bọt, sát trùng cho bia. Trong công nghệ, houblon còn được coi như một tác nhân làm sạch và bảo quản, loại trừ các chất kém ổn định, làm tăng tính ổn định và độ bền sinh hóa học cho bán thành phẩm và bia thành phẩm. 2.3.2.Đặc tính thực vật, tự nhiên của houblon:

7

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

Cây houblon là cây lâu niên, đơn tính, tên khoa học là humulus lupulus .L, thuộc họ dây leo (gai mèo – cannabinaceae ), lá hình bàn tay, thân cao trung bình 5 – 10m (max = 15m), thường khi cao khoảng 2 – 3m đã cho thu hoạch hoa. Hoa houblon có hoa đực và hoa cái, nhưng chỉ có hoa cái chưa thụ phấn được dung cho sản xuất bia (hoa đực rất nhỏ và giống như hoa cái chưa thụ phấn, chúng có rất ít phấn hoa (lupulin) nên giá trị không đáng kể). Bảng 2.1. Tỉ lệ trung bình các bộ phận của hoa houblon

Các bộ phận -Cánh hoa lớn

% khối lượng 61 – 62

-Cánh hoa con

Ghi chú

5–6

-Phấn hoa

19 – 20

-Nhị hoa

5–6

-Cuống hoa

7–8

40 – 100 cánh/1 hoa, màu vàng xanh → vàng hoa cau (lupulin), hình cầu d= 0,15 – 0,25 mm, vàng óng, dẻo… (trục hoa), có 8 – 10 khuỷu, cánh hoa đính trực tiếp…

Thành phần hóa học của hoa houblon Chất đắng :

18.5%

Tinh dầu:

0.5%

Polyphenol:

3.5%

Protein:

10%

Các chất vô cơ:

8%

- Chất đắng: là thành phần có giá trị nhất ở houblon, nó tập trung chủ yếu ở hạt lupulin ở dạng nhựa hay acid đắng kết tinh (quan trọng là α- acid đắng). - Tinh dầu: Hàm lượng tinh dầu trong hoa khoảng 0.4%. Các tinh dầu rất dễ bay hơi , nên phần lớn sẽ bị cuốn theo trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon. Số ít còn lại đi vào bia tạo thành hương thơm đặc trưng cho bia .

8

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

- Chất chát (tannin): làm kết tủa các protid kém bền vững, tăng tính ổn định trong bia. Mặt khác chúng làm giảm đáng kể một lượng protid khác nên làm giảm khả năng tạo bọt và giữ bọt cho bia.

Hình 2.2 Hình ảnh của hoa houblon. 2.4. Nguyên liệu thay thế: - Trong công nghệ sản xuất bia ngoài việc sử dụng malt làm nguyên liệu chính, người ta còn sử dụng thêm nguyên liệu thay thế cho malt trong sản xuất bia gọi là thế liệu, về nguyên tắc thế liệu có thể ở hai dạng: - Dạng hạt giàu tinh bột như: các loại thóc, ngô, tiểu mạch… sử dụng dưới dạng chưa ươm mầm đưa vào nghiền nhằm thay thế một phần malt trong sản xuất. - Dạng đường, mật như: mật tinh bột, saccharose, fructose, glucose… được sử dụng trực tiếp vào dịch đường ở giai đoạn nấu hoa houblon. Tùy theo mức độ sử dụng thế liệu và chất lượng malt, có hay không có bổ sung các enzyme thủy phân tương ứng. Hầu hết ở các nhà máy hiện nay người ta dung gạo là nguyên liệu chính để thay thế do gạo là nguồn nguyên liệu dồi dào ở nước ta, mặt khác việc xay nghiền gạo cũng dễ dàng hơn so với các loại còn lại. Mục đích sử dụng nguyên liệu thay thế: Nguyên nhân sử dụng nguyên liệu thay thế trong công nghệ sản xuất bia là do ngày nay để đáp ứng được những nhu cầu kinh tế, các nhà sản xuất thường sử dụng thêm nguyên liệu thay thế để có thể giám giá thành sản phẩm vì malt mắc hơn nhiều 9

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

so với các loại tinh bột thay thế khác, chủ yếu là gạo (Việt Nam phải nhập khẩu malt của nước ngoài), đồng thời khi trộn thêm phế liệu thì bia sẽ được bảo quản lâu hơn là do trong nguyên liệu thay thế có các hệ enzyme phát triển không hữu hiệu bằng hệ enzyme trong malt. Ngoài ra nếu sử dụng lượng nguyên liệu thay thế hợp lý và đạt tiêu chuẩn thì cũng sẽ không ảnh hưởng gì nhiều đến chất lượng của bia (màu sắc,mùi vị, …). Người ta thường dùng nguyên liệu thay thế trong malt khoảng 20 - 30%.

2.5. NẤM MEN Có 2 loại là: Nấm men nổi (Sac.cerevisiae) Nấm men chìm (Sac.carlsbergesnis) Ở nhà máy rượu Bình Tây sử dụng nấm men chìm (Sac.Carlsbergensis) phát triển ở tầng sâu của thiết bị, ở nhiệt độ thấp dưới 100C, dễ lắng, dễ lọc, tạo điều kiện thu hồi men tái sản xuất, thời gian lên men từ 12 – 17 ngày.

Yêu cầu của nấm men dùng trong sản xuất bia: Tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng Nấm men thuần khiết. Mật độ tế bào không vượt quá 70.106 tế bào/1ml. Tỉ lệ tế bào chết < 2% Lượng tế bào nảy chồi nhiều. Men giống không nhiễm vi sinh vật.

2.6. CHẤT PHỤ GIA Chất phụ gia được sử dụng nhằm nâng cao độ bền sinh học, hóa học phục vụ các yêu cầu về sản xuất bia. Chất phụ gia thường sử dụng ở công ty là:

- CaCl2 khan: cho vào nhằm làm tăng độ bền vững (làm bền enzyme αamylaza ở nhiệt độ cao ).

10

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

- Acid lactic: Làm giảm độ cứng của nước, tạo môi trường pH thích hợp cho các ezyme hoạt động. - H2SO4: Cho vào khi hồ hóa nồi nấu gạo nhằm điều chỉnh pH và giúp cháo chín nhanh rút ngắn thời gian hồ hóa. - Caramen: tạo màu cho bia, giúp cho bia có độ màu bền. - ZnCl2: Cung cấp chất khoáng cho nấm men hoạt động. - Bột trợ lắng PF40: Lắng các cặn mịn như hoa houblon, protein tủa. - Maturex®_L: Có tác dụng giảm thời gian lên men phụ, giảm lượng diacetyl hình thành trong quá trình lên men chính. - Acid ascorbic: Là chất bảo quản, chống oxi hóa, ức chế sự biến chất trong bia. - Collubulin: Chống hóa protein - Nhóm các hóa chất thu hồi CO2, C hoạt tính.

CHƯƠNG 3: QUI TRÌNH SẢN XUẤT 3.1. QUI TRÌNH SẢN XUẤT:

11

Công nghệ sinh học thực phẩm

Nước Xử lý-Làm sạch

Phụ gia

Công nghệ sản xuất Bia

Malt

Gạo

Nước

Định lượng-Nghiền

Định lượng-Xay

Ngâm→Đường hóa

Ngâm→Hồ hóa

Xử lý-Làm sạch

Phụ gia

Đường hóa

Chế phẩm houblon

Lọc tách bã

Rửa bã Bã

Houblon hóa Phụ gia

Bã Malt

Làm lạnh lắng trong Cặn thải Nấm men giống

Lên men bia (7 -8 ngày)

CO

Thu hồi-Làm sạch

2

Bột trợ lọc FW14FB14

Lọc trong bia (2-50C)

Kiểm tra chất lượng bia BOC K Tiếp nhận và vô trùng

Chiết rót

Kiểm tra

Sản phẩm

12

Xử lý Cặn thải

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

3.2.THUYẾT MINH QUY TRÌNH: 3.2.1. Quá trình nấu:  Mục đích - Quá trình nấu trích ly các chất hòa tan trong malt, gạo, chuyển tinh bột thường sang trạng thái dễ hòa tan để sau này enzyme dễ tác dụng. - Chuyển các thành phần chính của malt và tấm thành những chất hòa tan trong nước (các loại đường, acid amin, protein, polipetid, peptid) và loại bỏ các chất không hòa tan ra ngoài. - Các hợp chất hòa tan trong malt và tấm dễ dàng chuyển từ hạt vào nước, mà không cần tác động của enzyme. Còn phần lớn tinh bột trong malt và tấm là hợp chất không tan trong nước. Để chuyển chúng thành những chất hòa tan cần có sự tác động của enzyme, đây là một quá trình sinh hóa phức tạp, ta phải biết điều chỉnh quá trình này để bảo đảm tỷ lệ nhất định giữa các sản phẩm thủy phân tinh bột cũng như protein trong dịch đường, vì tỷ lệ này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia thành phẩm.  Sự biến đổi hóa học trong quá trình nấu Sự phân cất tinh bột tạo thành dextrin rất quan trọng. Tinh bột chủ yếu bị phân cắt thành maltose và dextrin bởi enzyme và thành glucoze bởi acid theo phane ứng sau: Trong quá trình nấu, chủ yếu chỉ có 2 phản ứng đầu xảy ra do tác động của enzyme có trong malt. Quá trình đường hóa chia làm 3 giai đoạn: - Hồ hóa (85-860C, tinh bột gạo và malt chín hoàn toàn) Nhiệt độ hồ hóa phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và cỡ to nhỏ của hạt tinh bột. - Dịch hóa và đường hóa Là sự tác động của enzyme, sự dịch hóa diễn ra rất chậm. Một khi tinh bột đã bị hồ hóa thì chỉ cần vài phút là dịch hóa xong. Khi cháo đã dịch hóa, enzyme biến đổi tinh bột đã dịch hóa thành dextrin và maltose. Sự đường hóa xảy ra dưới tác của 2 enzyme: Dịch hóa:  - amylase  dextrin hóa Đường hóa:  - amylase  maltose hóa Mỗi loại enzyme có một nhiệt độ tối thích nghi là: 13

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

β-amylase: topt = 60 - 650C; pH = 5,4 - 5,6 α-amylase: topt = 70 - 750C; pH = 5,6 - 5,8 - Đạm hóa (chỉ xảy ra trong nồi nấu malt) Có nhiều loại enzyme đạm hóa trong malt, hiện nay chia làm 2 loại: protease và peptidase. Nhiệt độ thích nghi lúc nấu để hòa tan đạm là 50 - 55 0C (gọi là nhiệt độ đạm hóa, pepton hóa), pH = 5,2 - 5,6 của enzyme. 3.2.2. Diễn biến của quá trình nấu: Tỉ lệ nguyên liệu pha với nước: Malt : nước = 1 :5 Gạo : nước = 1 : 4 Trong quá trình nấu gạo cần bổ sung thêm 10% tổng lượng malt để làm malt lót.

3.2.2.1.Tại nồi nấu gạo - Trộn bột gạo với nước ở nhiệt độ 400C, cho CaCl2 vào, nâng nhiệt độ lên 660 C, cho 50% matl lót vào nồi nấu và giữ 10 phút. - Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 720C, giữ 15 phút.Nâng nhiệt độ lên 860C, cho H2SO4 vào và giữ 20 phút. - Hạ nhiệt độ xuống 720C cho 50% malt lót còn lại vào đun tiếp 15 phút nữa. Sau đó nâng lên 1000C giữ 30 phút thì kết thúc quá trình nấu ở nồi gạo để chuyển toàn bộ dịch cháo sang nồi malt.

3.2.2.2. Tại nồi nấu malt và sự hội cháo - Trộn malt với nước ở nhiệt độ 400C, nâng nhiệt độ lên 450C giữ 15 phút. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 520C, giữ 20 phút rồi chuyển qua giai đoạn hội cháo. - Trộn dịch cháo trong nồi gạo đang ở nhiệt độ 100 0C với dịch trong nồi malt ở nhiệt độ 520C, thu được hỗn hợp có nhiệt độ khoảng 650C thì giữ trong 30 phút. - Tiếp tục nâng hỗn hợp lên 750C giữ 15 phút, nâng lên 770C để tạo cho quá trình lọc nhanh giữ 5 phút và chuyển hỗn hợp sang máy lọc khung bản. 3.2.2.3. Lọc tách bã và rửa bã:

14

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

- Mục đích của quá trình lọc là tách phần lỏng ra khỏi cháo malt để thu được nước nha trong. Thành phần chủ yếu của phần lỏng là các chất hòa tan . - Rửa bã với mục đích là thu kiệt chất hòa tan còn sót trong bã để tăng sự khuếch tán các chất tan vào trong dịch đường. - Dùng nước nóng 89oC rửa bã rồi lọc thu được nước nha. - Không nên rửa bã quá kỹ chất đắng và tanin sẽ trích ly vào nước nha làm cho nước nha có mùi vị không bình thường, ngoài ra còn làm loãng nước nha. - Bã cháo bị giữ lại trong khung, dần chứa đầy khung và tạo thành một lớp bánh lọc (nguyên liệu lọc phụ). Trong trường hợp này vỏ malt có vai trò quan trọng để làm xốp bánh lọc (giống như chất trợ lọc). Trong quá trình lọc nếu thiết bị có sự cố, tháo khung bản ra rửa và lắp lại. - Nước nha chảy xuyên qua vải lọc và theo các rãnh trên bề mặt của bản, chảy đến van rồi vào bồn chứa. Sau đó nước nha được bơm vào thiết bị đun với hoa houblon. 3.2.2.4. Đun sôi với hoa houblon - Mục đích hòa tan các chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị, màu cho bìa. Các chất trong hoa sẽ kết hợp với các chất trong dịch đường làm ổn định các thành phần của bia. - Quá trình đun sôi thực hiện trong nồi nấu hoa houblon, nồi này cấp nhiệt cao hơn nồi thủy phân. Nước nha được nâng nhiệt nhanh và sôi mạnh. - Kết thúc quá trình đun sôi với houblon: - Để kết thúc quá trình đun sôi với houblon, người ta dựa vào hai chỉ tiêu quan trọng: - Nồng độ chất hòa tan trong nước (10-12Balling): biểu thị nồng độ của các chất hòa tan nói chung có trong dung dịch đường. - Sự tồn tại các kết tủa dạng bông do protein đông tụ tạo thành, muốn biết điều này cần lấy mẫu cho vào cốc thủy tinh, để một lát thấy kết tủa dạng bông trắng lắng xuống bên trên là dung dịch trong suốt, óng ánh.

3.2.2.5. Lắng cặn: - Tách bã hoa và các tủa cặn. - Có thể dùng lọc ly tâm , thùng lọc hay lắng trong xoáy tâm.

15

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

3.2.2.6. Làm lạnh dịch lên men: Mục đích: - Tránh sự xâm nhập và phát triển của vi sinh vật bên ngoài. - Đảm bảo sự lắng cặn khi làm lạnh dịch đường. - Đảm bảo sự hòa tan oxy cần thiết cho men phát triển trong giai đoạn đầu trước khi lên men.chính. 3.2.2.7. Thu hồi CO2: Khí CO2 đuợc sinh ra trong quá trình lên men chính sẽ đuợc thu hồi và xử lý để loại bỏ tạp chất khử mùi rồi nén lại cho hoá lỏng, nạp vào các chai chứa để mang đi sử dụng lại.

3.2.2.8. Lên men chính: Mục đích và cơ sở lý thuyết của quá trình lên men chính: gồm 2 giai đoạn - Giai đoạn tăng sinh khối của nấm men: Trong dịch đường có đầy đủ chất dinh duỡng và một luợng O 2 vừa đủ cho nấm men sử dụng để tăng sinh khối. Lúc này tế bào nảy chồi và phát triển nhanh.

C6H12O6 + O2  H2O + CO2 + Q

- Giai đoạn lên men: - Khi hết CO2 nấm men bắt đầu biến đổi đuờng thành rượu etylic và CO2

C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + Q

Song song với quá trình lên men rượu hoặc sau đó, trong dịch lên men còn xảy ra rất nhiều quá trình hoá sinh, sinh lý, hoá lý, hoá học và lý học phức tạp khác. Những quá trình này đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc ấn định thành phần và chất luợng bia.

16

Công nghệ sinh học thực phẩm

Công nghệ sản xuất Bia

Một số phản ứng tạo bia có huơng vị đặc trưng, màu sắc đẹp và nhiều chất bổ dưỡng như: Phản ứng thuỷ phân protit, peptit tạo các chất đạm hoà tan. Phản ứng thuỷ phân lipit thành acid béo và glyxerin. Phản ứng tạo các chất acid hữu cơ. Quá trình hình thành các loại rượu bậc cao từ các acid amin như tirosol tạo thành từ tirosin có vị đắng mạnh và là một trong những thành phần chính sinh ra từ mùi thơm của bia. Tất cả những rượu bậc cao khác như: tryptophylic, propylic, izopritylic, amilic, izoamilic, đều có hương thơm và huơng vị dễ chịu.

Phản ứng tạo este thơm từ andehyt và các axit hữu cơ.

Các phản ứng tạo melanoidin giữa axit amin và đuờng khử góp phần tạo màu sắc và huơng thơm đặc trưng cho bia.

Yêu cầu của dịch sau lên men chính : Độ đục (% Nephé) :

< 1000

Độ màu (EBC):

7–9

Độ đường ( balling ):

12 – 13

Độ chua (ml NaOH/10ml mẫu):

1,6 – 1,8

Độ mặn (mgNaCl/lít):

292 - 351

Hàm luợng cồn (%V):

4,5 – 5,2

Hàm lượng diacetyl (ppm):