CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

CÔNG NGH S N XU T BIA Đ NH NGHĨA V BIA • Pháp: “Bia m t lo i đ u ng thu đư c t trình lên men d ch ch t chi t t đ i m ch n y m m, có b sung không 15% nguyên li u đư ng khác hoa Houlon” • Đ c: “Bia m t lo i đ u ng thu nh n đư c nh lên men, không qua chưng c t, ch s d ng h t đ i m ch n y m m, hoa houlon, n m men nư c • Vi t Nam: “Bia lo i đ u ng lên men có đ c n th p, đư c làm t nguyên li u malt đ i m ch, houblon, n m men nư c M t s tính ch t chung c a bia • Nư c: Chi m 80% • Hàm lư ng c n: – 6% • CO2: 0,45% • Ngồi cịn có: hydratcacbon, khống, polyphenol, ch t màu, ch t đ ng, glycerin,… • Bia cịn đư c g i “bánh mì l ng” • CO2: có kh kích thích tiêu hóa • Lupulin bia hoa houblon có tính an th n, d ng • U ng nhi u: h i gan, t n thương h th n kinh PHÂN LO I BIA • Đ c n • Nguyên li u • Cơng ngh • Bia h n h p: bia hoa qu , bia th o m c, bia hun khói, bia đ c bi t,… NGUYÊN LI U S N XU T BIA Đ I M CH ( + TH LI U) HOA HOUBLON N M MEN NƯ C Đ I M CH Thu c h l mì Có gi ng đ i m ch hàng ,4 hàng hàng h t • Theo m c đích s d ng: chia thành nhóm - Trong cơng nghi p th c ph!m: bia, bánh hay lo i dùng malt đa m ch.Thư ng dùng ĐM hàng h t - Trong nông nghi p: chăn nuôi, th c ăn gia c m, gia súc Dùng ĐM nhi u hàng h t C u trúc h t đ i m ch • V h t: v tr u, v l a, v aloron • Phơi: quan s ng hô h p c a h t, tr m ho t hóa s n xu t enzyme • N i nhũ: Chi m ph n l n ph n giá tr nh t c a h t 10 • N i nhũ: tinh b t, protein, celluloza, ch t béo, tro, đư ng • Alơron: protein, ch t béo, đư ng, celluloza, vitamin, tro • Phôi: ch a enzym, M#t c t ngang • V h t: ch a ch t màu, ch t đ ng, ch t chát 12 Các h p ch t ch a Nitơ • Protein: 10 – 12% – Có l p aleuron n i nhũ, bao quanh h t tinh b t – Vai trò: ch t dinh dư$ng cho n m men, t o b t, tăng đ sánh tính b n keo cho bia • Protein chia thành nhóm: – – – – Albumin : 4%, tan nư c Globulin: 31% tan NaCl 10% Prolamin: 36%, tan rư u 70% Gutelin: 29%, tan NaOH • Albumoza pepton, peptit polypeptit, acid amin 16 Các ch t khác • Lipit: – – 3%: aleuron (2/3), phôi (1/3) – Không bi n đ i q trình n y m m – Khơng tan nư c → theo bã – &nh hư'ng đ b t c a bia • Polyphenol (anthocyanogen, proanthocyanidin) – Có v tr u, aleuron – Có v đ ng chát → c n lo i b • Các vitamin: B1, B2, C, E (tocopherol) • Các h p ch t vô cơ: – 3% 17 – P2O5, SiO2, K2O Các enzyme th y phân thành t bào • Sitaza: – Hemixelluloza → pentoza + hexoza – Nhi t đ t i ưu: 40oC • β-1,4 glucanaza Tác d ng lên β-1,4 T ng h p trình n y m m Đi u ki n t i ưu: to = 40oC, pH = 4,5 • β-1,3 glucanaza • Tác d ng lên β-1,3 • Pentosanaza: th y phân pentosan 18 Enzyme th y phân tinh b t • α-amylase – C t v trí α – 1, b t kỳ m ch tinh b t – Gi m nhanh đ nh t màu iode – T ng h p trình n y m m – Đi u ki n t i ưu: to = 70 – 75oC, pH = 5,6 – 5,7 • β-amylase – C t v trí α – 1, theo tr t t – Trong trình n y m m: tăng – l n – Đi u ki n t i ưu: to = 60 – 65oC, pH = 4,7 – 4,8 • Dextrinaza gi"i h n: – C t sát m ch nhánh – Đi u ki n t i ưu: to = 55 – 60oC, pH = 5,1– 5,2 19 Các enzyme th y phân protein • Proteaza: Proteinaza: th y phân protein → peptid; toopt = 50oC, pH = 4,6 – Peptidaza: th y phân polypeptid → acidamin; toopt = 50 – 52oC, pH = 7,5 Amidaza: th y phân acid amin → acid h+u + NH3 20 Các enzyme khác đ i m ch n y m m - Esteraza: c t liên k t ester Lipaza: c t liên k t gi+a rư u acid béo Amilophotphataza: c t liên k t c a acid phosphoric amilopectin Fitaza: c t liên k t gi+a H3PO3 inozit • Decmolaza: - Là enzym có kh tham gia ph n ng oxy hóa – kh - Quy t đ nh tính ho t hóa s phát tri,n c a phôi ' giai đo n c a m m 21 Đánh giá ch t lư ng l$c ch n đ i m ch cho s n xu t malt a Hình dáng bên ngồi, đ ch%c: • Màu s c: vàng nh t óng ánh • Mùi thơm t nhiên, đ#c trưng • Th ng nh t v đ thu n t c a gi ng lúa • Tr ng lư ng v h t < - 9% • Dung tr ng: >=680, 650 - 680, 630 - 650g/lit h t • Tr ng lư ng t đ i: 35 - 40, 40 - 44, > 44 g/1000 h t 22 Đánh giá ch t lư ng l$c ch n đ i m ch cho s n xu t malt b L&C N'Y M(M GE (germinative energy) : s h t n!y m m (tính %) sau ngày c a trình n!y m m u ki n thí nghi m GE cao ch t lư ng h t cao Trong sx bia nên ch n GE≥ 85-90% c KH NĂNG N'Y M(M GC (Germinative capacity) : % s h t có kh n y m m, m m ph i s ng phát tri,n sau ngày th c a trình n!y m m u ki n thí nghi m Trong sx bia ph i ch n GC≥ 95% (vì h t n!y m m ĐM m i bi n thành malt) 23 Đánh giá ch t lư ng l$c ch n đ i m ch cho s n xu t malt d Yêu c u hóa h c: • W : 15%, b o qu n t t nh t ' 12 – 13% • Hàm lư ng protit: – 12% • Hàm lư ng tinh b t: 63 – 65% e u c u v* h c: • Tính đ ng nh t v kích thư c h t: >2,8; 2,5 – 2,8; 2,2 – 2,5; < 2,2 mm • Đ i m ch không l-n s n, rơm rác (t p ch t > ' ? 9' " ': : A >' ? 9' " B C = >D& ' ? 9' " ': -2E &> >>' ? G 1& # $ ': 2& D # $ H I J = >> ; ? '& K18 D A 44 CÁC CH T PH GIA Ch ph!m enzyme α_amylase (Termamyl) Caramen : u ch nh màu cho bia CaCl2 làm b n enzyme α-amylase Acid ascorbic: b o qu n, ch ng oxi hóa, s bi n ch t bia c ch Maturex L (α –acetolactat decarboxylaza): gi m th i gian lên men ph , gi m lư ng diacetyl t o thành trình lên men Hóa ch t v sinh CN: chloryl, NaOH Nhóm ch t thu h i CO2: C ho t tính 50 II S N XU T MALT Đ I M CH • Sơ đ cơng ngh s n xu t malt đ i m ch Đ i m ch CHU1N B2 NGUYÊN LI3U Thu nh n, x lý Làm s ch, phân lo i S y khô B o qu n Ngâm N ym m S&N XU4T MALT S y khô Malt khô b o qu n Tách m m r M m r khô Malt khơ SX Bia 51 III QUY TRÌNH CƠNG NGH S N XU T BIA G5M GIAI ĐO6N CHÍNH S N XU T D CH ĐƯ/NG LÊN MEN LÊN MEN BIA HÒAN THI N S N PH'M 72 10 QUY TRÌNH CƠNG NGH S N XU T BIA 73 S n xu t d ch đư ng lên men 1.1 Nghi n malt th li u 1.2 Q trình n u (đư ng hóa) 1.3 L c r a bã 1.4 N u hoa 1.5 Làm l nh d ch đư ng 74 1.1 NGHI N MALT VÀ TH LI U M+c đích: • Tăng b m#t ti p xúc v i nư c: giúp nư c xâm nh p nhanh vào n i nhũ, thúc đ!y q trình đư ng hóa, q trình th y phân nhanh, tri t đ, Yêu c u nghi n: Nghi n malt: *v malt đư c gi+ nguyên t t * n i nhũ m n t t Nghi n g o: m n t t m n bia s/ đ c khó l c 75 11 1.1 NGHI N MALT VÀ TH LI U Thi t b0 nghi*n: Thi t b nghi n tr c : gi+ nguyên v Thi t b nghi n búa : nghi n m n Có phương pháp nghi*n malt: Nghi n khô Nghi m !m Nghi n t 76 1.2 Q TRÌNH N U (ĐƯ/NG HĨA) M+c đích q trình n u: • Chuy,n hóa thành ph n c a malt g o thành nh+ng ch t hòa tan nư c (các lo i đư ng, acid amin, protein, polipeptid, peptid) lo i b ch t khơng hịa tan ngồi • Chuy,n ph n l n tinh b t malt th li u thành nh+ng ch t hòa tan dư i tác đ ng c a enzym 87 Các ph+ gia s1 d+ng • Caramel: đ, t o màu cho bia • Enzyme (ch ph,m enzyme amylase): • CaCl2: tăng đ b n v+ng (làm b n enzyme α - amylase ' nhi t đ cao) • ZnCl2: Cung c p ch t khoáng cho n m men ho t đ ng • H2SO4 lỗng: làm cho cháo chóng chín • B t tr l%ng PF40: L ng c#n m n hoa houblon, protein t a 88 12 S$ bi n đ2i hóa h c q trình n u • Tinh b t ch y u b phân c t thành maltose dextrin b'i enzyme amylase thành glucose b'i acid theo ph n ng sau: (C6H10O5)n → x(C6H10O5)n (dextrin) (C6H10O5)n +nH2O →nC12H22O11 (maltose) (C6H10O5)n +nH2O → nC6H12O6 (glucose) 89 • Q trình th y phân tinh b t S$ h hóa S$ d0ch hoá: α-amylase, toopt = 72 – 75oC, pHopt= 5,6 – 5,8 S$ đư3ng hóa: β-amylase, toopt = 60 – 65oC, pHopt= 5,4 – 5,5 • Qúa trình đ m hóa 90 Thi t b0 n u • 100% malt đ i m ch + quy trình ngâm: thi t b đư ng hóa • Có s d ng th li u / quy trình đun sơi: thi t b n u 91 13 Thi t b0 n u 93 Các phương pháp n u – đư3ng hóa • Phương pháp ngâm chi t • Phương pháp đun sôi t ng ph n 94 Các phương pháp n u – đư3ng hóa 95 14 96 1.3 L4C VÀ R5A BÃ • M+c đích c a q trình l c: tách ph n l ng kh i cháo malt đ, thu đư c nư c nha Thành ph n ch y u c a ph n l ng nư c ch t hịa tan • M+c đích c a r1a bã: thu ki t ch t hịa tan cịn sót bã, tăng s khu ch tán ch t tan vào d ch đư ng 105 1.4 ĐUN HOA • M+c đích: – Hịa tan ch t đ ng, ch t thơm, ch t chát t o mùi v , màu cho bia – n đ nh thành ph n c a bia – T o màu – K t t a protein không b n nhi t – Vô ho t enzym – Tiêu di t VSV – Đi u ch nh d ch đư ng 113 15 1.4 ĐUN HOA • Lo i hoa th3i gian b2 sung hoa Nguyên t c: – S n ph!m hoa có đ đ ng cao thư ng cho vào trư c – S n ph!m hoa có hương thơm nhât đư c cho vào sau Tính lư ng hoa houblon Phương pháp b sung hoa: có th cho vào ho c l n 114 1.4 ĐUN HOA • Các bi n đ2i trình hoa: S hịa tan chuy,n hóa h p ch t hoa Houblon S keo t protein n đ nh d ch đư ng: vi sinh, sinh hóa Tăng màu mùi Caramen hóa &nh hư'ng đ n b t bia Cô đ#c 115 1.5 L%ng • M+c đích: Tách bã hoa t a c#n (c#n nóng) • Thi t b0: Có th, dùng l c ly tâm, thùng l c hay l ng xoáy tâm (thùng Whirlpool) 120 16 1.4 LÀM L NH D CH LÊN MEN • M c đích – Tránh s xâm nh p phát tri,n c a vi sinh v t bên – Đ m b o s l ng c#n làm l nh d ch đư ng – Đ m b o s hòa tan oxy c n thi t cho men phát tri,n giai đo n đ u trư c lên men – Làm l nh xu ng nhi t đ lên men phù h p : • Lên men chìm: – 12oC • Lên men n i: 15 - 22oC 122 B sung oxi cho d ch đư ng – M c đích: cung c p đ lư ng oxy c n thi t cho t bào n m men s ng, phát tri,n, đ#c bi t cho trình sinh s n ' giai đo n đ u c a trình lên men bia – Phương pháp: oxy ' d ng khơng khí vơ trùng t máy nén hay bình oxy Vi c b sung đư c ki,m tra u ch nh b7ng đ ng h đo lưu lư ng: - mg/l d ch đư ng 124 LÊN MEN BIA • Q trình nhân gi ng • Tái s d ng l i men sau lên men C#n men ' thùng lên men chia làm ph n: – L p cùng: nh+ng t bào có kích thư c nh , kh k t l ng v!n c#n protein, houblon – L p gi+a: nh+ng t bào tr8 l n, có kh lên men m nh – L p cu i cùng: nh+ng t bào già, l c lên men y u X lý l p men gi+a đ, tái s d ng 125 17 LÊN MEN CHÍNH M+c đích: • Chuy,n ch t đư ng dextrin có phân t th p thành rư u ethanol, CO2 theo yêu c u k9 thu t ch t lư ng thành ph!m C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q (năng lư ng) • Hình thành m t s s n ph!m ph hình thành acid h+u cơ, este, rư u b c cao, aldehyd, glycerin… D-n đ n s thay đ i ch t lư ng c a ch t hịa tan có d ch đư ng bi n d ch đư ng thành d ch bia 131 2.2 LÊN MEN PH – M+c đích • Ti p t c lên men ph n ch t khơ cịn l i sau lên men • Làm tăng mùi v bia bão hịa CO2 • Làm n đ nh ch t lư ng bia: hương, v • Làm bia • Đưa bia non v nhi t đ th p t – 2oC nh7m h n ch s xâm nh p phá ho i c a vi sinh v t – Phương pháp • Nhi t đ lên men : – 2oC • Th i gian lên men kho ng 7-10 ngày Lâu có th, 30-40 ngày • Áp l c thùng lên men n7m kho ng – 135 kg/cm2 Các bi n đ2i x y q trình lên men ph+ •Q trình lên men ph ' nhi t đ th p, diacetyl s/ d n d n gi m M t s t bào n m men ch t t phân •Trong su t q trình n i b t, CO2 góp ph n đ!y O2 làm h n ch vi sinh v t hi u khí phát tri,n, tránh hi n tư ng oxy hóa làm gi m ch t lư ng bia •Trong bia xu t hi n nhi u d ng liên k t hóa h c hóa lý khác c a CO2 136 18 Các bi n đ2i x y trình lên men ph+ • Bia non d n nh h nhi t đ • Q trình “chín bia” khi: Mùi v bã hèm bia bi n m t V ng t s/ bi n m t lên men h t lư ng ch t khơ cịn l i V đ ng g t s/ d n m t h t s tác d ng tương h: gi+a protein tanin hình thành nên ph c ch t, k t t a V cay tê s/ bi n m t n m men s/ l ng xu ng đáy trình lên men ph k t thúc 137 PH(N 3: HOÀN THI N S N PH'M G M CÁC CÔNG ĐO N L C BIA BÃO HOÀ CO2 CHI T BIA THANH TRÙNG S N PH M 138 L c bia M c đích • Làm cho bia có đ sáng yêu c u ch t lư ng Tách tri t đ, ph n t r n l ng, khu ch tán bia • Làm n đ nh, gia tăng đ b n v+ng sinh hóa h c cho bia • L c b h u h t vi sinh v t k, c n m men sau lên men ph v-n gây đ c cho bia 139 19 Bão hòa CO2 M c đích • Bão hịa CO2 b sung thêm CO2 cho đ t hàm lư ng c n thi t làm tăng ch t lư ng c m quan, ch ng oxi hóa, ch ng k t l ng môi trư ng t t đ, b o v bia Ti n trình bão hịa CO2 • Mu n bia thành ph!m có đ lư ng CO2 c n thi t, ph i dùng CO2 t bình ch a thu h i CO2 Cách làm bi n pháp bão hòa CO2 cho bia, nhi u nơi g i n p gas • N p gas trư c chi t chai, đư c ti n hành thùng kín, c n ph i bão hòa CO2 v a đ , n u nhi u s/ r t khó chi t chai 145 Chi t bia M c đích • D dàng v n chuy,n bia đ n nhi u nơi v i s lư ng l n mà v-n đ m b o ch t lư ng, hương v đ#c trưng c a bia ch tiêu c m quan khác Nguyên t c k thu t chi t bia • Bia đư c chi t m t h th ng kín theo nguyên t c đ;ng áp • Chi t bia ph i đư c gi+ n đ nh n u không s/ gây trào bia d-n đ n t n th t CO2 • H n ch s ti p xúc gi+a bia khơng khí tránh ph n ng oxy hóa kh làm đ c hư bia 146 Thanh trùng bia M+c đích: • Đình ch s ho t đ ng c a n m men bia, tiêu di t vi sinh v t cịn sót l i bia • Trong CNSX bia, ngư i ta dùng bi n pháp trùng (pasteurization), h p ' nhi t đ 60800C Thi t b0 trùng: lo i tunel phun nư c t đ ng 149 20 Thanh trùng bia 150 • H m 1: nâng nhi t đ c a chai t 200C 50C lên kho ng • H m 2: ti p t c nâng nhi t đ c a chai lên kho ng 340C • H m 3: chai có nhi t đ kho ng 340C đư c nâng lên kho ng 460C • H m 4: nâng nhi t đ c a bia chai lên đ n nhi t đ trùng 620C • H m 5: gi+ to không đ i th i gian 8-10’ • H m 6: làm ngu i chai xu ng 49oC • H m 7: Ti p t c h nhi t đ c a bia xu ng 450C, • H m 8: h xu ng 35oC 151 21 ...PHÂN LO I BIA • Đ c n • Nguyên li u • Cơng ngh • Bia h n h p: bia hoa qu , bia th o m c, bia hun khói, bia đ c bi t,… NGUYÊN LI U S N XU T BIA Đ I M CH ( + TH LI U) HOA HOUBLON... đ, Yêu c u nghi n: Nghi n malt: *v malt đư c gi+ nguyên t t * n i nhũ m n t t Nghi n g o: m n t t m n bia s/ đ c khó l c 75 11 1.1 NGHI N MALT VÀ TH LI U Thi t b0 nghi*n: Thi t b nghi n tr c... r khơ Malt khơ SX Bia 51 III QUY TRÌNH CÔNG NGH S N XU T BIA G5M GIAI ĐO6N CHÍNH S N XU T D CH ĐƯ/NG LÊN MEN LÊN MEN BIA HÒAN THI N S N PH'M 72 10 QUY TRÌNH CƠNG NGH S N XU T BIA 73 S n xu t d