I. ĐẶT VẤN ĐỀ Tinh bột có vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống con người. Trong công nghệ lên men, tinh bột là nguồn nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt may, công nghiệp giấy…Đặc biệt là việc ứng dụng tinh bột trong công nghệ lên men các sản phẩm: Bia, rượu, cồn. Mì chính. Các sản phẩm truyền thống khác… Trong bài này chúng tôi sẽ đề cập đến hai sản phẩm lên men đặc trưng nhất đó là bia và mỳ chính.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ Tinh bột có vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống con người. Trong công nghệ lên men, tinh bột là nguồn nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt may, công nghiệp giấy… Đặc biệt là việc ứng dụng tinh bột trong công nghệ lên men các sản phẩm: Bia, rượu, cồn. Mì chính. Các sản phẩm truyền thống khác… Trong bài này chúng tôi sẽ đề cập đến hai sản phẩm lên men đặc trưng nhất đó là bia và mỳ chính. 1 II. NỘI DUNG 1. BIA Bia là loại nước giải khát có nhiều bọt, có vị đắng dễ chịu và hàm lượng cồn thấp. Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là matl đại mạch, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt để sản xuất ra nhiều loại bia khác nhau thích hợp với nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng. 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất. Gạo Malt Xay nghiền Xay nghiền Bột Gạo Bột malt Malt lót Nấu cháo Nước Đường hoá Lọc dịch đường Hoa houblon Nấu hoa Caramen Lắng cặn Xả cặn Làm lạnh Men tái sử dụng Lên men chính Rút men Rửa men Lên men phụ Tàng trữ Bock 2 Lọc trong Rửa Bão hoà CO 2 TBF Chiết bock TBF Bia hơi thành phẩm Chiết chai Nắp chai Dập nút Rửa chai Thanh trùng Vỏ chai Dán nhãn, xếp két Bia chia thành phẩm 1.2. Nguyên liệu và xử lý nguyên liệu 1.2.1. Malt đại mạch Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia, là hạt thóc đại mạch nảy mầm trong điều kiện nhân tạo (nhiệt độ, độ ẩm). Khi đó một lượng lớn các enzym như enzym amylaza, proteaza, được phóng thích ra, là tác nhân cho quá trình đường hóa. *Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt: - Màu hạt malt vàng: vàng sáng, óng mượt. - Mùi: thơm đặt trưng - Vị: ngọt nhẹ - Hình dáng: to tròn, đều hạt - Độ ẩm: ≤ 5%, không ẩm mốc - Trấu bụi: ≤1.5%, không sâu mọt 1.2.2. Gạo Gạo được dùng để thay thế một phần malt đại mạch vì trong gạo chứa nhiều tinh bột, protein vừa phải, chất béo và xenlulose thấp. Trong quá trình nấu thu được nhiều chất hòa tan. Mặt khác, dùng để giảm bớt giá thành của sản phẩm. *Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng gạo: - Độ ẩm: ≤ 15%, không ẩm mốc 3 - Tạp chất: ≤ 0.05%, không sâu mọt 1.2.3. Hoa houblon Cây hoa houblon là loại cây leo lâu năm phân tính, thuộc họ gai dầu, được trồng ở các nước vùng ôn đới. Hoa của houblon được dùng để sản xuất bia và nó đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất bia. Hoa houblon có tác dụng làm cho bia có vị đắng, vị thơm, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm. 1.2.4. Nước Trong sản xuất bia nước đóng vai trò chính, thành phần hóa học của nó có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình công nghệ và chất lượng của bia thành phẩm. Chính vì vậy việc xử lý nước để có thành phần và tính chất thích hợp với từng mục đích sử dụng trong sản xuất bia là điều hết sức cần thiết. Yêu cầu: - pH: 6.2 ÷ 7.5 - Độ kiềm (TAC) ≤ 2 O F - Hàm lượng muối NaCl (mg/l) ≤ 50 - Độ cứng (TH) ≤ 2 O F - Độ trong: ≤ 20 - Cl dư (mg/l) : 0.1 ÷ 0.3 1.2.5. Nấm men Dùng nấm men Saccharomyces carlsbergesis. Trong quá trình lên men, chúng có thiên hướng chìm sâu và kết lắng xuống đáy tank lên men. Khi quá trình lên men chính kết thúc, thì phần lớn lượng sinh khối nấm men đã bị kết lắng. Để cho quá trình lên men xảy ra và tiến triển một cách bình thường, thì ban đầu phải gieo một lượng nấm men sao cho mật độ của chúng đạt ít nhất là 8.10 6 -10.10 6 tế bào/cm 3 . 1.2.6. Phụ gia - Axit lactic, axit sunfuric: bổ sung vào quá trình hồ hóa, đường hóa, houblon hóa để điều chỉnh pH của dịch cháo, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzym hoạt động. 4 - Các hóa chất vệ sinh tẩy rửa thiết bị: sử dụng các hóa chất như xút, Trimeta-HC, P3-OXONIA - Bột trợ lọc: dùng cho quá trình lọc bia, thường sử dụng bột diatomit. - Không khí sạch vô trùng: dùng cho quá trình sục khí vào dịch đường trước khi lên men. Nhằm cung cấp oxy cho nấm men phát triển tạo sinh khối. - Các chất ổn định bia: collupulin, vicant, polyclar 10 hoặc pvpp. 1.3. Các công đoạn trong sản xuất bia. 1.3.1. Công đoạn nghiền nguyên liệu. 1.3.1.1. Nghiền malt Mục đích: Làm phá vỡ cấu trúc tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho các biến đổi sinh lý, sinh hóa trong qúa trình đường hóa nhằm thu được các hợp chất hòa tan cao nhất. Máy nghiền malt 1. Trục quay 5. Sàng rung 2. Lò xo 6. Vỏ malt 3. Trục nghiền thứ nhất 7. Vỏ malt còn lẫn bột 4. Trục nghiền thứ hai 8. Bột mịn * Nguyên tắc hoạt động 5 Malt cho vào máy nghiền nhờ trục quay và lò xo để điều phối malt vào trục nghiền được đồng đều. Malt sau khi được nghiền qua cặp trục thứ nhất, bột malt chuyển đến sàng rung, ở đây bột và tấm bé được ra ngoài còn vỏ và tấm lớn được qua trục nghiền thứ hai để nghiền lại một lần nữa. Yêu cầu của việc nghiền malt: nội nhũ phải mịn nhưng vỏ trấu chỉ giập. Nội nhũ mịn khi nấu dễ thủy phân dưới tác dụng của enzym để chuyển sang hòa tan của dung dịch. Còn vỏ trấu, trong vỏ trấu có các chất như tanin, chất đắng, các chất khoáng hòa tan nên nếu nghiền nhỏ vỏ trấu thì khi nấu các chất này sẽ chuyển vào dịch làm thay đổi màu sắc, vị của bán thành phẩm, làm giảm chất lượng của bia. 1.3.1.2. Nghiền gạo. Mục đích: Phá vỡ cấu trúc tế bào, tăng bề mặt tiếp xúc với nước tạo điều kiện thuận lợi để tách triệt để các chất hòa tan trong tinh bột. Cách tiến hành: gạo được cân định lượng cho từng mẻ nấu, sau đó được đem đi nghiền bằng máy nghiền búa. Cấu tạo: thiết bị máy nghiền búa gồm thân máy hình trụ, phía trên có rôto quay. Rôto này được lắp úp trên mặt vỏ máy, phía đầu trục dưới của rôto có lắp một đĩa, trên thân đĩa được lắp nhiều búa theo dạng đối xứng. Các búa đập này đầu lắp vào đĩa hoạt động theo nguyên lý (khớp mềm) .Khi hoạt động rôto quay, gạo được chuyển xuống, búa đập, những hạt tinh bột được văng ra và được chứa trong bao. Yêu cầu của việc nghiền gạo: nghiền càng nhỏ càng tốt. 1.3.2. Công đoạn hồ hóa - đường hóa nguyên liệu. Quá trình nấu bia là quá trình chuyển các chất có trong malt và gạo ở trạng thái không hòa tan sang trạng thái hòa tan nhờ tác dụng của enzym thủy phân. Trong malt và gạo bao gồm những hợp chất hoà tan và không hòa tan trong nước. Lượng chất hòa tan trong malt và gạo không nhiều khoảng 10-15%. Hàm lượng chất khô khi cho hoà tan vào trong nước, chúng nhanh chóng hoà tan trong nước mà không cần có sự tác động của hệ enzym nào. Trong malt và gạo chứa một lượng lớn các chất không hòa tan 6 chủ yếu là tinh bột và protein. Để chuyển các chất này sang trạng thái hòa tan thì chúng phải được thủy phân trong quá trình nấu nhờ sự tác động của các hệ enzym thủy phân và cho ra các sản phẩm như: amylaza Tinh bột maltose + dextrin Dextrin không hòa tan trong quá trình lên men, có tác dụng làm bền bọt giúp hòa thiện vị của bia. proteaza Prôtein axit amin + peptin + albumose + pepton + polypeptid Sản phẩm của quá trình thủy phân protein đóng vai trò quan trọng trong việc bảo đảm tiến trình lên men được bình thường và định hình khung chất lượng của bia thành phẩm. + Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng nhất có ảnh hưởng tới vận tốc của quá trình thủy phân và tỉ lệ của các sản phẩm được tạo thành. Muốn tạo được tỉ lệ các sản phẩm thủy phân thích hợp thì dựa vào độ bền nhiệt và nhiệt độ tối thích của các enzym. + pH: yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường phân và đồng hóa. Yếu tố này ảnh hưởng khá rõ rệt đến phản ứng của enzym, các enzym khác nhau có pH tối ưu khác nhau. pH tối ưu cho hoạt động của α-amylaza trong điều kiện đường hóa là ở pH = 5.5-5.8, cho β-amylaza là ở 4.8-5, còn cho proteaza là ở pH = 5.5-5.8. 1.3.2.1. Hồ hóa nguyên liệu * Mục đích: Chuyển tinh bột từ dạng không tan thành dạng hoà tan. Dùng enzym có sẵn trong malt để phân cắt sơ bộ tinh bột. Bột gạo và malt lót (10%) , hoà với nước theo tỷ lệ 1/5 và ngâm 15 phút ở 38 – 42oC để tinh bột hút nước trương nở, chống vón cục trong quá trình nấu sau này. 7 Bột sau khi ngâm,trộn thêm 5% malt và nấu ở 86oC trong vòng 30 phút sau đó làm nguội xuống 72oC trong vòng 30 phút, tiếp theo nấu ở 100oC trong vòng 50 phút. *Cấu tạo nồi nấu gạo Nồi nấu gạo 1. Nước nấu 9. Cánh khuấy 2. Vỏ nồi 10. Hơi vào 3. Nước rửa 11. Gạo vào 4. Đèn chiếu 12. Dịch ra 5. Cửa quan sát 13. Ống tháo nước ngưng 6. Thân nồi 14. Mô tơ 8 7. Lớp cách nhiệt 15. Ống thông hơi 8. Cầu thang * Cách tiến hành: Sau khi kiểm tra và đã vệ sinh sạch sẽ thiết bị thì ở nồi hồ hóa, toàn bộ bột gạo sau khi nghiền (560kg bột gạo cho một mẻ nấu) cùng với 2.4% bột malt (40kg bột malt so với tổng khối lượng bột malt của một mẻ nấu) được phối trộn với 18hl nước ở nhiệt độ thường. Đồng thời cho 40.5ml H 2 SO 4 98% với mục đích cắt ngắn mạch, thúc đẩy quá trình hồ hóa. Để 10 phút sau đó nâng nhiệt độ lên 72 o C và giữ trong 20 phút, đây là quá trình dịch hóa. *Mục đích: Dùng enzym có sẵn trong malt để phân cắt sơ bộ tinh bột. Tốc độ nâng nhiệt trong suốt quá trình là 1 o C/phút, trong qúa trình nâng nhiệt cánh khuấy luôn hoạt động để tránh cấp nhiệt cục bộ. Sau đó nâng nhiệt lên 83 o C và giữ trong 5 phút, làm trương nở tinh bột đến mức tối đa, độ nhớt cao. Tiếp đến người ta bổ sung 6hl nước vào khối cháo để hạ nhiệt độ của khối dịch từ 83 o C xuống 72 o C và hòa trộn 2.4% bột malt (40kg bột malt so với lượng bột malt còn lại). Và giữ nhiệt độ này ở 72 o C trong thời gian là 20 phút với mục đích dùng enzym sẵn có trong malt làm loãng nồi cháo malt, giảm độ nhớt, tạo điều kiện đun sôi phá vỡ tinh bột sau này, tinh bột không hòa tan sẽ bị hồ hóa đồng thời với nhiệt độ 72 o C. Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 100 o C và giữ thời gian trong 15 phút, để phá vỡ hoàn toàn tinh bột, tạo điều kiện cho hệ thống men chuyển hóa tinh bột thành những chất hòa tan nói chung, nói cách khác là làm cho tinh bột nhừ, nát, vỡ giúp cho men dễ dàng tác dụng, đường hóa nhanh hơn. 1.3.2.2. Đường hóa nguyên liệu. * Mục đích: 9 Tạo điều kiện thích hợp về pH, nhiệt độ, nước… cho các enzym hoạt động xúc tác quá trình thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp phân tử và hòa tan bền vững vào nước, trở thành dịch chiết. 10 [...]... đường xuống tới nhiệt độ lên men 8 oC bằng glycol 1.3.7 Lên men Giai đoạn quyết định để chuyển hóa dịch đường houblon hóa thành bia dưới tác động của nấm men thơng qua hoạt động sống của chúng Tiến hành lên men chính và lên men phụ Lên men chính: Chuyển hố một lượng đường lớn thành etanol, CO2 và một số sản phẩm trong bia thành phẩm, nhằm định hình hương và vị của bia Lên men phụ :Các q trình diễn ra hồn... dịch lên men *Mục đích: Làm cho bia có độ sáng đúng u cầu chất lượng bằng cách tách triệt để các phần tử rắn khuếch tán trong bia, Loại bỏ hầu hết các vi sinh vật, nấm men làm cho bia có độ bền sinh học cao 1.3.9 Bão hòa CO2 Tiến hành nạp đủ CO2 cần thiết cho bia, đảm bảo chất lượng của bia thành phẩm Người ta tận thu CO2 sinh ra trong q trình lên men ở các tank đem đi xử lý Sau đó dùng máy nén đặc. .. diễn ra hồn tồn giống như q trình lên men chính nhưng với tốc độ chậm Nó tiếp tục chuyển hóa hết phần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong dịch lên men Chuyển hóa aldehyt và rượu bậc cao, phản ứng tạo este… tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm, giảm nhiệt độ để hạn chế vi sinh vật lạ 17 * Thiết bị lên men Thiết bị lên men 1 2 3 4 5 6 7 Thân hình trụ 8 Đường bia non ra Đáy cơn 9 Van ba chiều... thịt, có ý nghĩa quan trọng trong đời sống con người Là chất điều vị trong chế biến thực phẩm, là gia vị cho các món ăn 21 2.2.Quy trình sản xuất mì chính 22 2.3 Các cơng đoạn của q trình sản xuất mỳ chính + công đoạn thủy phân tinh bột + công đoạn lên men + công đoạn trao đổi ion tách axit glutamic ra khỏi dòch lên men + công đoạn trung hòa, tinh chế tạo glutamic natri tinh khiết 2.4 Ngun liệu 2.4.1... mong muốn thì ngừng cô đặc và đưa ngay xuống ly tâm 26 2.5.8 Ly tâm Khi ly tâm phải dùng 1 ít nước ấm , sạch , tia nhẹ vào khối mỳ chính để hào tan những hạt kết tinh nhỏ và phần dòch bám ngoài tinh thể làm cho mỳ chính được sáng bóng Qua ly tâm ta được mỳ chính tinh thể và tạo nước cái Mỳ chính tinh thể được đưa đi sấy còn nước cái pha vào cô vơi mẻ sau 2.5.9 Sấy mì chính Mỳ chính sau khi được ly tâm... q trình lên men Từ những vai trò to lớn như vậy cho nên tinh bột ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong cơng nghệ lên men Nước ta là một nước nơng nghiệp nên sản lượng tinh bột hàng năm thu được rất lớn, việc sử dụng tinh bột vào các ngành cơng nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng Sản phẩm của q trình lên men rất phong phú, vì thời gian có hạn nên trong bài này chúng tơi chỉ đề cập đến hai sản phẩm tiêu... cầu về cảm quan Độ trong Bia trong suốt , khơng có vật thể lạ Màu Màu vàng sáng, đặc trưng của sản phẩm Bột nở điều, xốp, rất bền khi lên khỏi mặt Trạng thái và độ bền bọt thống, thời gian giữ bọt lâu Mùi Dễ chịu, đặc trưng, khơng có mùi lạ Vị Vị hồ hợp, dễ chịu, đặc trưng *u cầu về hố lý Chỉ tiêu Độ cồn(%) Hàm lượng CO2(g\l) Độ màu(EBC) Độ đắng(mg\l) pH Đổ trong Tổng nấm men, mốc Tổng VSV hiếu khí... bỏ các cặn bẩn như: bã hoa, kết tủa protein, hợp chất polyphenol để thu lấy dịch đường trong, tạo điều kiện lên men tốt và nhất là làm giảm đáng kể độ đục của bia lên men phụ giúp q trình lọc bia dễ dàng hơn, và đảm bảo độ trong, độ bền keo của bia thành phẩm * Cấu tạo thùng lắng Thùng lắng 1 Ống thơng hơi 5 Cửa dịch ra 2 Nắp hình nón 6 Cửa tháo bã 3 Thân thùng 7 Ống vệ sinh 4 Cửa dịch vào 15 * Cách... 20 1.3.13.Vệ sinh cơng nghiệp Trong q trình sản xuất bia để có chất lượng an tồn vệ sinh thực phẩm, u cầu nhân viên trong q trình vận hành sản xuất phải tn thủ một cách nghiêm ngặt các nội quy về vệ sinh an tồn thực phẩm mà cơng ty đề ra Nước sau xử lý đổ ra ngồi mơi trường phải đúng theo quy định của nhà nước Để đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm thì tất cả các cán bộ, cơng nhân viên phải am hiểu và... ( mầm là mỳ chính tinh thể sàng lấy ra ở mẻ trước, loại hạt nhỏ đều), lượng mầm tiếp vào khỏang 7% so tổng lượng mỳ chính đưa vào cô 2.5.7.2 Ni mầm Sau khi tiếp mầm số dòch còn lại ( 20%) pha loãng 12 0 be , gia nhiệt đến 600C rồi bổ sung liên tục vào nồi cô đặc sao cho lương bổ sung cân bằng với lượng nước bay hơi Lúc này mầm tinh thể lớn dần 25 Khi thấy các mầm tinh thể lớn thành hạt mỳ chính như . công nghệ lên men các sản phẩm: Bia, rượu, cồn. Mì chính. Các sản phẩm truyền thống khác… Trong bài này chúng tôi sẽ đề cập đến hai sản phẩm lên men đặc trưng nhất đó là bia và mỳ chính. . lên men chính và lên men phụ Lên men chính: Chuyển hoá một lượng đường lớn thành etanol, CO2 và một số sản phẩm trong bia thành phẩm, nhằm định hình hương và vị của bia. Lên men phụ :Các quá. hoa Caramen Lắng cặn Xả cặn Làm lạnh Men tái sử dụng Lên men chính Rút men Rửa men Lên men phụ Tàng trữ Bock 2 Lọc trong Rửa Bão hoà CO 2 TBF Chiết bock TBF Bia hơi thành phẩm Chiết