Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG 7 LÊN MEN ĐỒ UỐNG CÓ CỒN NỘI DUNG 1 Công nghệ sản xuất Malt và Bia 2 Công nghệ sản xuất cồn Etylic 3 Công nghệ sản xuất rượu vang 1 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA 1 Công nghệ sản xuât MALT (Quy.
CHƯƠNG 7: LÊN MEN ĐỒ UỐNG CÓ CỒN NỘI DUNG Công nghệ sản xuất Malt Bia Công nghệ sản xuất cồn Etylic Công nghệ sản xuất rượu vang CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA Cơng nghệ sản xt MALT: (Quy trình sx Malt tiêu chất lượng) 1.1 Quy trình sản xuất malt: 1.2 Chỉ tiêu chất lượng malt đại mạch: Công nghệ sản xuất Bia: 2.1 Định nghĩa: Bia loại nước uống có mùi thơm vị đắng dễ chịu hoa hublon, chứa nhiều CO2 bột có nồng độ rượu etylic thấp (trên 5%) 2.2 Phân loại: - Dựa vào màu sắc: bia vàng, bia đen - Dựa vào công nghệ: bia tươi, bia hơi, bia chai, bia lon 2.3 Nguyên liệu: ‘- Malt đại mạch ‘- Hoa houblon ‘- Nước ‘- Nguyên liệu thay thế: gạo, ngô ‘- Nấm men: - Malt đại mạch: + Định nghĩa: Linh hồn công nghệ sản xuất bia Malt hạt hòa thảo nảy mầm điều kiện nhiệt độ độ ẩm nhân tạo xác định Quá trình nảy mầm nhân tạo cảu hạt gọi trình ủ malt Malt sản phẩm giàu dinh dưỡng chứa 16 – 18% chất phân tử lượng thấp dễ hòa tan, chủ yếu đường đơn, dextrin bậc thấp, axit amin, chất khoáng, nhóm vitamin đặc biệt có hệ enzyme phong phú proteaza amylaza + Phân loại: Theo hình dạng: ‘- hàng: trục mọc lên hàng ‘- hàng: trục mọc lên hàng + Cấu tạo: Từ vào trong: Vỏ trấu → vỏ cám → Nội nhũ phần đầu có phôi (mầm) Vỏ hạt chiếm – 15% trọng lượng hạt Phôi: quan sống, hô hấp hạt, chiếm từ 2.5 – 5% trọng lượng hạt Nội nhũ: chiếm 45 – 68% trọng lượng hạt, giữ vai trò định chất lượng cua hạt đại mạch + Vai trò: ‘- Cung cấp chất cần thiết: tinh bột, protein, chất khống vitamin ‘- Tác nhân đường hóa Note: Trong sx bia, malt tác nhân đường hóa mà cịn ngun liệu dùng để nấu bia + Tại sau dùng malt ‘1 Đối với nước xứ lạnh đại mạch dễ trồng đại mạch? ‘2 Đại mạch dễ điều khiển trình ươm mầm ‘3 Tỷ lệ enzim tạo thành malt đại mạch thích hợp để chuyển chất cần thiết hạt từ dạng khơng hịa tan sang dạng hòa tan ‘4 Vỏ trấu đại mạch dai, nghiền nát tạo thành lớp lọc xốp, tạo điều kiện thuận lợi để tách hết chất chiết khỏi bã ‘5 Bia sản xuất từ malt đại mạch có mùi vị tín chất cơng nghệ hẵn so với bia sản xuất từ malt hạt hòa thảo khác + Yêu cầu: Malt sản xuất bia phải sạch, có mùi thơm đặc trưng, có vị ngọt, có màu vàng sáng kích thước đồng VD: Nhà máy bia heineken VN ĐN nhập malt từ nước bảo quản theo nhiệt độ với độ ẩm khoảng – 5% để tránh ẩm mốc Phụ thuộc vào thành phần chất malt độ trích ly (thường phải đạt 75 – 80%) malt nhập chia làm loại A, B C Ngồi cịn có loại malt chocolate malt (berley) rang cháy dùng để tạo màu cho bia + Thành phần hóa ‘1 Nước: Hàm ẩm cao kích thích q trình hơ hấp bốc nấm → làm hao tổn chất khô, tăng chi phí vận tải bảo quản học Hàm ẩm tối đa đưa đại mạch vào bảo quản 13% ‘2 Gluxit: monosacharide, đisacharide, trisacharide polysacharide (tinh bột, xenlluloza, hemixenlluloza → có ý nghĩa quan trọng sản xuất bia) ‘- Tinh bột: Trong môi trường giàu nước, tinh bột bị thủy phân hệ enzyme amylaza để tạo thành dextrin, đường kép maltoza, lượng glucoza số oligosaccharide maltoreopaza, maltopentanoza maltohexaoza maltoheptaoza Các olisaccharid với dextrin thấp phân tử hòa tan bền vững vào nước để trở thành chất hòa tan dịch đường trước lúc lên men → Sự thủy phân tinh bột hệ enzim amylaza đóng vai trị to lớn cnghe sx malt bia, - Hoa houblon: + Cấu tạo: + Các dạng chế phẩm: + Thành phần: phản ứng tạo tảng để xây dựng nên sở lý thuyết trình ngâm, ươm mầm, sấy malt đường hóa nguyên liệu ‘- Xenlluloza: phân bỏ chủ yếu lớp vỏ trấu chiếm khoảng 20% chất khô vỏ Xenlluloza không tan nước, không thay đổi thành phần cấu trúc tron suốt q trình sx bia Đóng vai tro đặc biệt quan trọng trình lọc dịch đường lớp vỏ trấu vật liệu tạo màng lọc phụ lý tưởng Quá trình phá vỡ thành tế bào nhóm enzyme xitaza gọi xitoliza → đóng vai trị quan trọng gđ ươm mầm bước “đột phá” để enzyme xâm nhập vào bên tế bào ‘- Hemixelluloza: thành phần chủ yếu tạo nên thành tế bào Dưới tác dụng enzyme xiloza, bị thủy phân tạo thành hexoza (galactoza manoza) pentoza (arabinoza xiloza) Tất đường đơn hòa tan bền vững vào dịch đường tạo thành chất chiết, nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men ‘3 Các hợp chất chứa Nito: (9 - 11% / lượng chất khô) → ảnh hưởng đến chất lượng độ bền bia ‘4 Các hợp chất không chứa Nito: chiết ly nước chúng hịa tan thành dd Đại diện tiêu biểu: polyphenol, chất đắng, fitin, axit hữu cơ, vitamin chất khoáng ‘- Polyphenol chất đắng: tập trung lớp vỏ Phần lớn hòa tan tồn bia dẫn xuất catechin (thuộc nhóm flavinoid) → tính chất có lợi cho cnghe sx bia → phức chất dễ kết lắng, làm tăng độ bền keo sp & → nguyên nhân làm xấu hương vị bia ‘- Fitin: C6H6O6(H2PO3)6 → nguồn cung cấp photpho cho nấm men & tăng độ chua ‘- Vitamin: B1, B2, B6, C, PP2, … ‘- Chất khoáng: P2O5, SiO2, K2O, MgO, CaO, SO32-, … ‘5 Chất béo lipoit: 2.5 – 3% / lượng chất khô → làm giảm độ bền keo sản phẩm ‘6 Enzyme: hợp chất hữu cơ, có hoạt tính sinh học cao, có cấu tạo phân tử phức tạp → giữ vai trò quan trong cnghe sx bia Đại diện: amylaza, proteaza, xitaza, lipaza, phitaza loại enzym oxy hóa khử, … Chỉ sử dụng Hoa chưa thụ phấn để sx bia Nếu thụ phấn → giảm giá trị công nghệ Gồm thành phần chính: cuống hoa, cánh hoa phấn hoa Hai thành phần đáng ý là: chất đắng tinh dầu thơm ‘1 Truyền mùi vị cho bia ‘2 Tăng khả giữ bọt cho bia ‘3 Tăng khả sát trùng bia ‘4 Ổn định thành phần hóa hoc, tránh dư dư protein Hoa nguyên cánh, cao hoa (Hops IKE, Hops ISOLON), hoa viên ‘- Hoa nguyên cánh: → tạo bia chất lương cao có mùi thơm vị đắng dễ chịu But: Cồng kền, khó bảo quản ‘- Cao hoa, hoa viên: → kinh tế, có vị đắng nặng But: mùi thơm lại Nếu sử dụng 100% cao hoa nấu làm cho mùi, vị bia bị giảm sút Tp có giá trị cn sx bia: nhựa, tinh dầu thơm chất tanin ‘1 Nhưa houblon: Là thành phần quan trọng hoa houblon Gồm: nhựa cứng nhựa mềm Nhựa mềm (quan trọng cnsx bia) gồm axit đắng: α, β, γ, s – axit đắng Các axit đắng → có tác dụng sát trùng, ức chế phát triển vk gram +, nồng độ cao vk gram – k ảnh hưởng đến nấm men Note: bảo quản cần ý trình axit đắng chuyển hóa thành nhựa cứng ‘2 Tinh dầu: làm hoa hublon có mùi thơm nhẹ, dễ chịu k chuyển vào bia nhiều TPHH phức tạp 100 hợp chất khác K tan nước bay theo nước (khi nấu bay 90%) → Dùng để đánh giá hoa hay cũ thông qua chất lượng tinh dầu ‘3 Tamin: polyphenol Chất liên kết với protein malt → tạo cặn → làm bia Ngoài ra, bảo vệ nhựa hoa khỏi bị oxy hóa - Nước: + Ảnh hưởng: + Yêu cầu: ‘- Nấm men: + Phân loại: Trong bia thành phẩm chiếm: 78 – 90% Giữ vai trò hình thành vị bia Qua giai đoạn: ‘1 Giai đoạn nấu bia: → thay đổi pH dịch đường → Tăng hay giảm phụ thuộc ion nước → Ảnh hưởng hoạt động nấm men ‘- Tăng pH → ảnh hưởng cơng đoạn nấu: q trình đường hóa khó khăn, dịch đường lọc chậm trong, cườn độ tạo kết tủa houbon hóa xảy chậm → giảm hiệu suất thu hồi, thường có vị đắng khó chịu giảm độ bên sinh học ‘2 Giai đoạn lên men: Nấm men có chịu ảnh hưởng ion kim loại, đặc biệt ion kim loại nặng nước Dịch đường hàm lượng sắt đủ lớn → rút ngắn chu kì sinh trưởng nấm men → phá vỡ cân trình lên men Nếu lượng nitrit cao → ức chế phát triển nấm men Nếu có mặt axit silic (10 – 30 mg/lit) → cản trở trình lên men Chưa thể nghiên cứu hết ảnh hưởng: – Ion SO42- → vị chát, SiO32- → làm đục, NO-3 → đục, Cl- → k ảnh hưởng + Nước nấu bia phải suốt, khơng màu, khơng mùi, có vị dễ chịu, khơng có mùi lạ khơng chứa vsv Nấm men bia thuộc loại đơn bào, khơng có clorophin ‘1 Saccharomyces cerevisae – thuộc loại lên men ‘2 Saccharomyces carlsbergensis hansen – thuộc loại lên men chìm Commented [HTHĐ1]: Khơng tan nước dịch đường Hai chủng nấm men khác đặc tính cơng nghệ sinh lý, sinh hóa nhiệt độ lên men, tốc độ sinh trưởng phát triển, khả lên men loại đường, … + Sử dụng dạng: ‘- Nguyên liệu thay thế: + Vai trò: + Lưu ý: ‘1 Men giống khiết: gồm giai đoạn nuôi cấy phịng thí nghiệm gđ ni cấy sản xuất ‘2 Sữa men thu sau lên men chính: thu sau lên men → Đây nguồn chủ yếu → bị thái hóa Là nguyên liệu thay dùng để thay phần malt đại mạch bia Hạ giá thành sản phẩm, đa dạng hóa sản phẩm, chủ động nguồn nguyên liệu nước không sản xuất malt NL thay khơng có hệ enzyme thay khơng có hệ enzim thủy phân có khơng hồn chỉnh Do đó, sử dụng NLTT lớn phải bổ sung thêm enzyme nhằm nâng cao hiệu suất thủy phân Tỷ lệ NLTT cao, phá vỡ cân tiến trình lên men, mặt khác sản phẩm tạo nhiều rượu bậc cao + Phân loại: Nguyên liệu chứa tinh bột: gạo, ngô, đại mạch chưa nảy mầm, … Nguyên liệu chứa đường: đường sacaroza từ mía củ cải Nhưng khơng q 20% so với lượng chất khô chiết từ malt ‘Chế phẩm ‘- Sử dụng enzyme Termamyl để thủy phân tinh bột Đây chế phẩm dạng lỏng có chứa α-amylaza xản xuất từ vi khuẩn enzyme chất phụ Bacillus lichenformis, khả chịu nhiệt độ lến tới 120oC gia: ‘- Phụ gia: + Phụ gia gián tiếp: loại bột trợ lọc, PVPP, … hóa chất dụng để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng sản xuất như: NaOH, H2SO4, glycol etanol dụng tác nhân lạnh, … + Nhóm phụ gia trực tiếp: hóa chất xử lý độ cứng, điều chỉnh độ kiềm nước công nghệ (nước nấu bia) HCl, Na2SO4, KOH, CaCl2, … Hóa chất đưa vào để ngăn chặn q trình oxy hóa thành phần bia axit ascorbic, H2O2, K2S2O5, … 2.4 Công nghệ sx bia 10 bước bản: ‘- Bước 1: Nghiền Malt: tạo đk thuận lợi cho trình nấu bia (phá vỡ tế bảo) ‘- Bước 2: Nấu bia: trích ly chất chiết malt vào nước thủy phân thành phần có phân tử lượng cao (tinh bot, protein, …) thành chất có phân tử lượng thấp (đường, axit amin) để nấm men sử dụng qt lên men ‘- Bước 3: Tách bã: phân riêng pha lỏng dich malt pha rắn bã malt ‘- Bước 4: Đun sơi: Nhằm trích ly isomer hóa α-axit houblon Cô đặc, đông tụ protein vô hoạt vsv trước lên men ‘- Bước 5: Tách bã houblon: loại bỏ cấu tử không tan khỏi dịch malt ‘- Bước 6: Làm nguội: Chuẩn bị cho trình lên men ‘- Bước 7: Lên men: Nấm men chuyển hóa đường thành ethanol CO2 tạo hương vị kéo dài thời hạn sử dụng cho bia ‘- Bước 8: Lọc: Loại bỏ cặn giúp bia có màu sáng ‘- Bước 9: Bảo hòa CO2 ‘- Bước 10: Hồn thiện: đóng chai trùng bia ‘- B1: Xử lý Nl: + Yêu cầu: ‘- Độ ẩm malt < 5% ‘- Độ ẩm gạo < 6% Loại bỏ tạp chất đất, vụn, đá, kim loại gây hư hỏng máy móc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm NL nhập vào → QC kiểm tra (theo chuẩn yêu cầu) → Sàn → Xilo chứa + Mục đích: + Bước làm: ‘- B2: Nghiền Nl: + Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào, tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy q trình sinh, lý, hóa xảy nguyên liệu nấu nhằm thu dịch đường có nồng độ chất cao từ nguyên liệu ban đầu + Thiết bị: Máy nghiền trục (malt) , máy nghiền múa (gạo) + Yêu cầu: ‘1 Vỏ malt giữ lại nguyên tốt Do vỏ malt chứa nhiều chất k có lợi → giảm chất lượng bia giảm tốc độ lọc ‘2 Tạo tỷ lệ thịch hợp giữa: thô: mịn : bột →Hạn chế thô phải thấp mịn bột phải nhiều không đc cao gây khó lọc + Phương pháp: ‘- Nghiền khô: Sử dụng rộng rãi Số trục nhiều → bia có chất lượng cao ‘- Nghiền ẩm: phun bổ sung ẩm thêm 2% (nước nóng hơi) + Phun ẩm nhằm mục đích: Làm cho vỏ ẩm để bảo toàn trạng thái sau nghiền + Làm trương nở sợi dạng keo nội nhũ ‘- Nghiên ướt: nghiền với nước + Ưu điểm: rút ngắn thời gian lọc bã, vỏ giữ gần nguyên vặn + Khai thác ưu điểm theo hướng: giữ nguyên khối lượng mẻ thời gian thao tác rút ngắn + Giữ nguyên thời gian thao tác tăng sản lượng sản phẩm mẻ nấu tăng số mẻ nấu ca ‘- B3: Q trình nấu: + Mục đích: Chuyển chất malt nguyên liệu thay từ trạng thái khơng hịa tan sang trạng thái hịa tan nhờ tác động enzyme thủy phân có sẵn malt + Hồ hóa (gạo): Gạo malt lót (khoảng 10% → bổ sung enzyme cho nồi gạo + chống cháy + lớp trợ lọc) nâng giữ nhiệt thời giời gian quy trịnh để thủy phân sơ tinh bột thành glucoza Quá trình thực nhờ enzyme có sẵn malt lót xảy nồi gạo + Đường hóa Là trình chuyển tối đa hợp chất khơng hịa tan có malt thơng qua hệ thống enzyme (amylaza, proteaza) có (malt): sẵn malt đường thủy phân xảy nồi malt sau gia nhiệt + Nhiệt độ thời gian nấu: + Test Sử dụng iot để kiểm tra tinh bột cịn hay khơng + Hội cháo: Đổ nồi gạo vào nồi malt Do nồi gạo có nhiệt độ cao gây bất hoạt tiêu diệt enzyme + Các trình xảy nấu bia: ‘- enzyme phitaza, enzyme xitaza → nằm malt Quá trình enzyme, trình phi enzyme + Các yếu tố ảnh hưởng đến đường hóa: ‘- Ah nồng độ enzyme: + Vận tốc thủy phân thủy phân phụ thuộc vào hoạt tính enzyme amylaza → Cần kiểm tra hoạt lực enzyme malt → hoạt lực không đủ cần bổ sung chế phẩm enzyme ‘- Ah nhiệt độ: + Yếu tố quan trọng → ah đến vtoc qt thủy phân tỷ lệ sản phẩm tạo thành + Nếu tăng to giới hạn định → thủy phân tăng ‘- Ah pH: ah lớn đến trình thủy phân tinh bột enzyme Enzyme amylaza 65oC có pH = 5.6 Nếu pH cao bổ sung: axit lactic, CaCl2, CaSO4 ‘- Ah độ chất: ah đến hoạt động enzyme Nđ chất tăng → thủy phân chậm, thấp → khó khăn thủy phân hiệu suất thấp Nđ dịch lên men < 16% Các phương pháp nấu: phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi + Cấu tạo nồi nấu: Cấu tạo nồi gạo Cấu tạo nồi malt - Để tránh không xâm nhập nên dùng CO2 để đưa bia vào giải phóng bia khỏi thùng chứa ‘-Chiết rót - Đây khâu hồn thiện sản phẩm, tạo đk thuận lợi cho q trình tiêu thụ đóng nắp ► Đối với bia chai: + Chai dùng để rót bia phải có màu tối xanh đậm màu nâu Không nên dùng các chai màu sáng để rót bia thuỷ tinh màu sáng cho tia ánh sáng mặt trời qua Dưới tác dụng tia nắng mặt trời bia xảy phản ứng quang hoá → số hợp chất chứa S từ chỗ khơng có mùi bị khử thành mecaptan chất tương tự gây ảnh hưởng đến sức khoẻ người gây mùi khó chịu cho bia + Trước rót, chai phải rửa sát trùng nước nóng dung dịch NaOH 2% + Bia phải rót điều kiện đẳng áp, không tạo nhiều bọt làm bia CO2 khó rót đầy theo yêu cầu ► Đối với bia lon: + Lon qua hệ thống rửa trc chiết rót, q trình chiết lon qt định lượng, khơng có hệ thống hút chân khơng mà dùng khí CO2 để đuổi khí hút chân khơng làm móp lon - Các giai đoạn chiết + GĐ1: hút chân không + GĐ2: tạo áp suất đối kháng + GĐ3: Rót bia vào chai + GĐ4: đầy chai (ngưng chiết) + GĐ5: xả áp hạ chai khỏi vòi chiết 10 ‘-Thanh trùng - Mục đích: Tiêu diệt làm yếu VSV, nấm men cịn sót lại VSV chịu nhiệt Tăng độ bền cho bia - Nguyên lý: Dùng nước gia nhiệt để tưới từ xuống, thời gian qua đối vs chai thường 45 phút, với lon khoảng 25-40 phút (thường 30ph) Các vùng tưới nước máy có nhiệt độ khơng giống nhau, nóng khoảng 630C, hạn chế khả lon bị nổ q trình hấp 11 ‘-Hồn thiện sản Sau trùng, chai (lon) bia qua máy dán nhãn, phẩm máy bốc vào két sau đưa vào kho bảo quản để đưa tiêu thụ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN ETYLIC Hồ hố: gạo trương nở chuyển thành cơm ? Vì phải trải cơm để nguội rắc men vào → Để tạo đk Hiếu Khí cho nấm mốc nấm men hoạt động: Nấm mốc chuyển hoá tinh bột thành đường, Nấm men làm tăng sinh khối Rắc men Lên men Cho vào chum bọc vải đỏ để Ủ lên men qt Ủ, ban đầu kk chum, nấm men & nấm mốc hoạt động - Hàm lượng rượu có thấp 12-15% Chưng cất ngưng tụ - Thu sp rượu với nồng độ cao - HH hơi: rượu, andehit, chất thơm, rượu đa chức Phân biệt cồn & rượu ▸Cồn: kn dùng để dung dịch rượu etanol có nồng độ cao >50% Cồn Thực phẩm Đượng sử dụng để đốt Pha thành rượu để uống Cồn Công nghiệp Sử dụng để làm xăng sinh học Sạch, lỡ có lẫn tạp chất không Nồng độ tinh khiết uống DD etanol có nồng độ cao Chưa không cần loại bỏ tạp chất Lên men (Nguyên liệu: từ đường nguyên liệu biến đổi thành Sẽ sx đường hoá học đường) Sau lên men phải chưng cất: nghiêm ngặt, loại bỏ (metanol: độc, gây nguy hiểm , rượu đa chức) ▸Rượu - Chỉ hợp chất có gốc - OH - Trong cs, loại đồ uống có chứa etanol với nồng dộ thấp