BÁO CÁO THỰC TẬP NHÀ MÁY BIA VINAKEN(68t)

Các đồ uống chứa cồn được làm từ sự lên men đường có trong các nguồn không phải ngũ cốc chẳng hạn nước hoa quả hay mật ong nói chung không được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản x

PHẦN 1

1.1 Lịch sử thành lập và phát triển nhà máy

Hình 1.1 Nhà máy bia VINAKENĐầu năm 2000, cùng với sự phát triển Thành Phố Hồ Chí Minh, ngàycàng nhiều khách hàng có nhu cầu thưởng thức những lọai bia có chất lượng.Trong đó, có một số khách hàng không nhỏ, sành điệu, quan tâm đặc biệt đếnmột lọai bia tươi Đức có chất lượng cao do nhà máy bia VinaKen sản xuất,với sự giám sát và đảm nhận của kỹ sư người Đức

Năm 2002 sau chuyến đi công tác bên Đức của ông Dương Vương Hảinảy sinh ý định sản xuất các lọai bia mà bên đó người ta sản xuất nổi tiếngnhư: bia đen, bia vàng, bia đỏ Ông thấy nếu mang về sản xuất ở Việt Nam đó

là một tiềm năng hấp dẫn đối với nền kinh tế đang phát triển ở nước ta Khiông về nước sau một thời gian xin giấy phép và mời các chuyên gia bên Đức

tư vấn thì nhà máy ra đời Nhà máy đã nấu những mẻ đầu tiên thử nghiệm tại

Hoa Viên Điện Ảnh ở số 4 Phan Đình Giót phường 2 quận Tân Bình với sảnlượng 1500L/ ngày.

Cùng với sự ủng hộ nhiệt tình của giám đốc – đội ngũ cán bộ kỹ thuậtquyết đưa một sản phẩm mới trên thị trường Việt nam Và quyết tâm đưathương hiệu mới này phải phát triển mạnh trong nước ta Vì vậy, mà sau 3năm sản xuất và học hỏi kinh nghiệm, nhà máy có sản phẩm trên thị trườngvới tên gọi là Big Man Beer Mặt khác củng với sự phát triển của thương hiệutrên nhà máy không dừng lại ở đó mà nhà máy cũng đưa ra quyết định chothêm sản phẩm mới là bia đóng chai, bia ly có tên cho sản phẩm mới làVinaKen

Sau một thời gian họat động, BIG MAN BEER đã phát triển và mở rộngchiếm lĩnh thị trường đến cả khu vực miền Trung Từ Huế trở vào đã có 30nhà hàng BIG MAN và hơn 1000 đại lý VINAKEN như:

 Nhà hàng điện ảnh phường II – đường Phan Đình Giót – Quận TânBình, TPHCM

 Nhà hàng điện ảnh Tân Phú 254 Lũy Bán Bích – P4 – quận Tân Phú– TPHCM

 Nhà hàng Mãi Mãi – 11 Tôn Đức Thắng – quận 1 – TPHCM

 Nhà hàng 350 Trường Chinh – quận Tân Bình – TPHCM

Thi trường trong nước: từ Hà Nội đến Cà Mau

Thị trường nước ngoài: Campuchia

1.2 Địa điểm xây dựng

Nhà máy xây dựng tại địa chỉ 32/21 ấp Tiền Lân, xã bà Điểm, huyện HốcMôn, thành phố Hồ Chí Minh tại khu công nghiệp Bà Điểm với diện tích mặtbằng 5000 m2

1.3 Sơ đồ tổ chức, mặt bằng nhà máy

1.3.1 Sơ đồ tổ chức của nhà máy

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức của nhà máy

GIÁM ĐỐC

PHÓ GIÁM ĐỐC KINH DOANH

PHÓ GIÁM ĐỐC

ĐIỀU HÀNH

PHÒNG KẾ TOÁN PHÒNG KINH

DOANH QUẢN ĐỐC

PHÒNG KỸ THUẬT

1.4 Sản phẩm

Hình 1.3 Bia BIGMAN

 Sản phẩm: Bia BIG MAN

Thành phần: Nước, Đại Mạch, hoa bia

Độ cồn: 5 – 6% thể tích

Dung tích: 900 ml

Hình thức: Chai nhựa trong (chai pet)

Bao bì đóng gói: 12 chai/thùng giấy

Phân phối: tại TPHCM và các tỉnh lân cận

Hình 1.5 Sản phẩm bia vàng, bia đen

 Sản phẩm: Bia vàng, bia đen

Thành phần: nước, malt, gạo, houblon

Hình thức: Chai thủy tinh, màu xanh

Bao gói: 24 chai/ thùng xốp

Phân phối: tại TPHCM và các tỉnh lân cận

1.5 An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy

1.5.1 An toàn lao động

Các công nhân vận hành máy móc được hướng dẫn các thao tác và vậnhành thiết bị có nhiều kinh nghiệm và khả năng thích ứng cao trong mọitrường hợp, làm việc tuân thủ theo nguyên tắc nghiêm ngặt Mọi thông tinđược ban quản lý điều hành theo đúng qui định dựa trên một quá trình nghiêncứu kĩ lưỡng và được ghi chép một cách cẩn thận để thuận tiện cho quá trìnhkiểm tra và khắc phục

Ở mỗi thiết bị niêm yết các hướng dẫn vận hành, mọi sự cố đều được cácchuyên gia xử lý kip thời, nhanh chóng đảm bảo tiến độ của sản xuất và antoàn Các máy móc được kiểm tra định kì

Các hóa chất sử dụng trong nhà máy đều được dán nhãn khoa học, tránh

sự nhầm lẫn trong khi sử dụng

Hệ thống mặt bằng được bố trí một cách khoa học nên giảm được sức laođộng cũng như nguồn năng lượng của nhà máy, bên cạnh đó đã giảm đượcảnh hưởng qua lại lẫn nhau

1.5.2 Phòng cháy chữa cháy

Các công nhân được huấn luyện về công tác phòng cháy chữa cháy, luônchú trọng nâng cao ý thức của người công nhân về vấn đề này

Hệ thống được bố trí hợp lý, an toàn bằng hệ thống cầu dao dùng rơle tựđộng, giảm thiểu tới mức tối đa việc sử dụng lửa trong nhà máy Bên cạnh đócòn bố trí các bình chữa cháy ở các bộ phận sản xuất và ý thức cao của toàn

bộ công nhận viên trong nhà máy Trong quá trình sản xuất tập trung vào mụcđích an toàn, vệ sinh và chất lượng

Để đảm bảo an toàn tài sản, tính mạng của mỗi người và trật tự an ninhchung Giám đốc nhà máy bia Vinaken qui định việc phòng cháy chữa cháynhư sau:

Điều 1: Việc PCCC là nhiệm vụ của mỗi nhân viên, mỗi công nhân viên

phải tích cực đề phòng không để nạn cháy xẩy ra Đồn thời phải luôn chuẩn bịsẵn sàng để khi cần chữa cháy kịp thời và có hiệu quả

Điều 2: Nghiêm cấm công nhân viên và khách hàng không được hút thuốc

trong khu vực xưởng và nhà kho, không được dùng lửa trần và hàn trong khuvực thành phẩm, xưởng sản xuất

Điều 3: Đối với xưởng sản xuất, công nhân phải làm vệ sinh công nghiệp,

không để các chất dễ cháy bám trên thiết bị máy móc và hệ thồng dây dẫnđiện Dọc theo hành lang xưởng không để hàng hóa làm cản trở lối thoáthiểm

Điểu 4: Sử dụng điện an toàn, có phích cắm, các mối dây điện có băng

keo Không dung giấy bạc thay cầu chì

Điều 5: Phải bảo trì tốt thiết bị máy móc, vệ sinh công nghiệp hàng ngày.

Điều 6: Sắp xếp nguyên vật liệu, hàng hóa trong kho và các khu vực tập

kết vật tư phải đảm bảo các quy cách an toàn Xếp thành từng lô, từng loạihàng theo thứ tự, chừa lối đi lại theo qui định Sắp xếp hàng hóa cách xa thiết

bị điện theo yêu cầu

Điều 7: Dụng cụ PCCC phải thường xuyên kiểm tra và bảo quản tốt bố

trí ở những nơi thích hợp dễ thấy, dễ lấy cấm sử dụng vào các việc khác

Điều 8: Lực lượng PCCC của nhà máy được phân công thường xuyên

kiểm tra phát hiện mọi sơ hở có khả năng gây cháy Xử lý kịp thời báo cáocho cán bộ lãnh đạo để xử lý ngay Ngăn chặn khả năng gây cháy

Điều 9: Trong từng trường hợp cúp điện không dùng đèn dầu, phải dùng

đèn pin ở những khu vực có xăng, các chất dễ cháy

Điều 10: Những qui định trên CB – CNV phải chấp hànhh đúng

1.6 Xử lý nước thải nhà máy

1.6.1 Thành phần, tính chất nước thải sản xuất bia

Nước thải từ quá trình sản xuất bia có thành phần, tính chất và nhiệt độkhông ổn định, phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như: nước làm lạnh, nướcngưng tụ, nước vệ sinh các thiết bị lên men, thùng nấu, bể chứa, đường ống,sàn nhà,… nước thải từ bồn lên men, nước rửa chai,… Trong đó đáng chú ý:

+ Nước từ công đoạn rửa ở bộ phận nấu – đường hóa: chủ yếu là nước vệsinh thùng nấu, bể chứa, bồn lên men,… có chứa nhiều cặn malt, tinh bột vàcác hợp chất hữu cơ nên có hàm lượng ô nhiễm hữu cơ rất cao

+ Nước rửa chai: có độ pH cao, đây là dòng thải có độ ô nhiễm cao

Nhìn chung, nước thải công nghiệp sản xuất bia bị ô nhiễm hữu cơ cao Tỉ

số BOD5/COD cao, hàm lượng dinh dưỡng N, P rất cao, thuận lợi cho quátrình xử lý bằng phương pháp sinh học

PHẦN 2.

2.1 Tổng quan về bia

2.1.1 Khái niệm

Bia (từ tiếng Pháp: bière : Anh: beer hoặc Đức: bier) nói một cách tổng

thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men

đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men Dung dịch đường không bị lên men thu được từ quá trình ngâm nước gọi là hèm bia hay "nước ủ bia" Hạt ngũ cốc, thông thường là lúa mạch được

ủ thành mạch nha Các đồ uống chứa cồn được làm từ sự lên men đường có trong các nguồn không phải ngũ cốc chẳng hạn nước hoa quả hay mật ong nói chung không được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản xuất từ cùng một loại men bia-dựa trên các phản ứng hóa sinh học

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 như

hương vị và màu sắc cũng thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loạibia hay các sự phân loại khác

2.1.2 Lịch sử

Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niênđại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 trước công nguyên và đã được ghi chép lạitrong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia)

Giống như phần lớn các chất chứa đường khác có thể bị lên men một cách

tự nhiên, rất có thể là các đồ uống tương tự như bia đã được phát minh mộtcách độc lập giữa các nền văn minh trên toàn thế giới Việc kiểm định hóahọc các bình gốm cổ phát hiện ra rằng bia (tương tự như rượu vang) đã đượcsản xuất khoảng 7.000 năm trước ở khu vực ngày nay là Iran và là một trong

số các công nghệ sinh học đã biết, trong đó các quy trình sinh học của sự lênmen được áp dụng

Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia

là một phát kiến tương đối mới, trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khác củacác loại thảo mộc thông thường được cho vào bia chứ không phải hoa bia.Các hỗn hợp này thông thường được gọi là gruit Hoa bia đã được trồng tại

Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ IX, văn bản cổ nhất còn sót lại có ghichép về việc sử dụng hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ tuviện trưởng kiêm nhà văn Hildegard: "Nếu người ta định làm bia từ yến mạch,

nó được chuẩn bị cùng hoa bia."

Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong giađình Vào thế kỷ XIV và XV, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạtđộng gia đình sang hoạt động thủ công

Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, baogồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn.[9] Trongkhi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến thái của nó cũng tồn tại,xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua công đoạn xử lý đểloại bỏ bớt cồn, sản xuất ra cái gọi là bia không cồn

2.2 Tổng quan về nguyên liệu sản xuất

2.2.1 Nước

Nước rất cần thiết cho sự sống, là dung môi phân cực mạnh, có khả nănghòa tan nhiều chất Trong điều kiện bình thường nước là chất lỏng khôngmàu, không mùi, không vị Khi hoá rắn nó có thể tồn tại ở 5 dạng tinh thểkhác nhau.

Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất

Tính chất vật lí:

o Khối lượng phân tử: 18 ĐVC

o Khối lượng riêng : 1g/ml ( ở 00C, 1atm)

o Nhiệt độ sôi: 1000C2.2.1.1 Giới thiệu chung về nước

2.2.1.1.1 Nguồn nước

Trong tự nhiên nước được phân làm 3 nguồn chính là: Nước bề mặt, nướcmưa và nước ngầm

2.2.1.1.2 Vai trò của nước trong công nghệ sản xuất bia

Nước tham gia trực tiếp vào qui trình công nghệ bia như: ngâm đại mạch,nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết rót, tạo nên sản phẩmcuối cùng Có thể nói nước là công nghệ chính để sản xuất bia, do trong bia

có hàm lượng nước chiếm đến 90- 92% trọng lượng bia

Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến qui trình côngnghệ và chất lượng bia thành phẩm Nước công nghệ được sử dụng trong quitrình nấu malt, nấu gạo, rữa bã, ngâm đại mạch

2.2.1.2 Các phương pháp sử lí nước

 Lắng trong và lọc cơ học:

Thông thường ta cho nước chảy vào các bể chứa nước lớn và cho chảy ravới vận tốc nhỏ, chậm hoặc lọc qua cát

Nếu nước chứa nhiều chất bẩn hữu cơ dạng keo thì dùng chất dễ kết tủa

Al2(SO4) hay FeCl3.

 Phương pháp làm mềm nước

- Phương pháp nhiệt: Đun nóng nước hạ độ cứng tạm thời

- Phương pháp nguội: Dựa trên cơ sở chuyển các bicacbonac (Ca và Mg)

về các cacbonac tương ứng với dịch Ca(OH)2 bõa hòa

- Phương pháp trung hòa bằng dịch acid: Trong nấu bia ta thường dùngaicd lactic, acid này sẽ chuyển bicacbonac (Ca và Mg) về những lactattương ứng

- Phương pháp trao đổi ion: Đây là phương pháp tiến bộ có hiệu quả cao

 Sát trùng nước để rửa nấm men và thiết bị

- Phương pháp lý học: Nước được lọc qua màng siêu lọc, rất hiệu quảsong rất đắt tiền

- Phương pháp hóa lý: Dùng tia quang tuyến chiếu qua nước, diệt khuẩn,hiệu quả cao, không gây mùi cho nước

- Phương pháp hóa học:

+ Phương pháp chlo hóa:

Cl2 + 2H2O = 2HCl + HClOHClO = HCl + O nguyên tử

Oxy nguyên tử có khả năng diệt khuẩn rất mạnh

+ Phương pháp ozon hóa: Liều từ 1-2 g/m3 diệt hầu hết vi sinh vật cótrong nước Dùng dòng điện có điện thế lớn và tần số cao đi qua không khí,

O2 sẽ chuyển về O sau đó sục vào nước

2.2.2 Malt đại mạch

Malt đại mạch là hạt đại mạch được nảy mần trong điều kiện nhân tạo.Malt là nguyên liệu truyền thống, thiết yếu không thể thiếu được trong côngnghệ sản xuất bia Qua quá trình nảy mầm một lượng lớn enzyme xuất hiện và

tích trữ trong hạt đại mạch như: enzyme amylase, enzyme protease Các

enzyme này là những nhân tố thực hiện việc chuyển các chất trong thành phầnhạt đại mạch thành nguồn dinh dưỡng mà nấm men có thể sử dụng để tạothành sản phẩm bia

2.2.2.1 Giới thiệu chung về malt đại mạch

2.2.2.1.1 Phân loại malt

Theo mục đích sử dụng đại mạch được chia thành 2 nhóm: Đại mạch

2 hàng và đại mạch đa hàng :

a b

Hình 2.1 Cây đại mạch (a- đại mạch hai hàng, b- đại mạch đa hàng)

a b.

Hình 2.2 Hạt malt (a- malt vàng, b- malt đen)

Trong công nghiệp: Dùng đại mạch để sản xuất bia hoặc các ngành thựcphẩm khác sử dụng đại mạch thường dùng giống đại mạch 2 hàng (gọi là

Hordeum Distichum)

Trong nông nghiệp: Dùng chăn nuôi hoặc chế biến các loại thức ăn cho

gia súc, gia cầm…Thường dùng giống đại mạch nhiều hàng (gọi là Hordeum

Polystychum).

2.2.2.1.2 Vai trò của malt đối với công nghệ sản xuất bia

Sản lượng đại mạch hàng năm trên thế giới khoảng 135 triệu tấn Trong

đó, 21 triệu tấn được dùng để tạo ra 17 triệu tấn malt phục vụ cho nhu cầu củathế giới Trong số này 94% dùng để sản xuất 1,6 tỉ lít bia hàng năm, 4% đểsản xuất rượu trưng cất, 2% dùng để sản xuất giấm

Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng, có hệ enzymeđặc biệt phong phú, chủ yếu là amylase và protease

2.2.2.1.3 Một số đặc tính của malt đại mạch

Đặc tình thực vật:

Đại mạch gồm gieo trồng (Hordeum sativum-jessen) thuộc nhóm thực vật

có hạt (Spermophyta), phân nhóm bí tử (Angiospermae), lớp một lá mần (Monocotyledonae), họ lúa mỳ (Grainae).

Đại mạch gieo trồng là loại thực vật một năm Chúng được chia thành hainhóm: Đại mạch mùa đông (gieo hạt mùa đông, thu hoạch vào mùa hè) và đạimạch mùa xuân (gieo hạt mùa xuân, thu hoạch vào mùa thu) Chu kỳ sinhtrưởng của đại mạch thông thường là 100-120 ngày

Cấu tạo của hạt malt đại mạch:

Hình 2.3 Cấu tạo hạt đại mạch

Gồm 3 bộ phận chính: Vỏ hạt, phôi và nội nhủ

- Vỏ hạt (Hull): Vỏ hạt chia thành 3 bộ phận chính: vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ

aloron Phần này thường chiếm từ 8-15% trọng lượng hạt.

- Phôi (Grows): Là cơ quan sống, hô hấp của hạt Phôi thường chiếm từ

2,5-5% trọng lượng hạt Trong phôi có từ 37-50% chất khô là thành phần nitơ,khoảng 7% chất béo, 5-6% đường saccharose, 7-7,5% pentose, 6-6,5% chấttro và một số ít thành phần khác Riêng tinh bột hầu như rất ít

- Nội nhũ (Endosperm): Chiếm từ 45-68% trọng lượng hạt Phần này của

hạt đại mạch giữ vai trò quyết định chất lượng của hạt đại mạch trong sảnxuất bia Thành phần chính trong nội nhũ là hạt tinh bột hình tròn, có kíchthước rất lớn (từ 20-30µ) hoặc rất bé (từ 2-10µ) Rất ít những hạt có kíchthước trung bình Nếu hàm lượng protein trong đại mạch càng cao thì càngnhiều hạt tinh bột kích thước nhỏ

Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa là 75-800C Tính chất này cần phảilưu ý khi nấu bia Tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuậnlợi hơn

Những hạt tinh bột, ngoài thành phần là tinh bột, còn chứa một số tạp chấtkhác như: Nitơ 0,5-1,5%, tro 0,2-0,7%, acid béo 0,6%

2.2.2.2 Thành phần hóa học của malt đại mạch

Thành phần hóa học của malt rất phức tạp: phụ thuộc vào giống, nguồnđất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản Sau đây là một sốthành phần quan trọng của malt ảnh hưởng đến công nghệ sản xuất bia

2.2.2.2.1 Nước

Nước có ảnh hưởng lớn đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt, hàm

ẩm của hạt cao làm cho quá trình hô hấp và tự đốt nóng của hạt tăng Đây lànhân tố làm tổn hao chất khô của hạt trong quá trình bảo quản

Mặt khác, lượng nước có trong hạt là điều kiện cho vi sinh vật phát triển

Vì vậy hàm ẩm tối đa cho phép bảo quản hạt là: 13%

Trisaccharid: Chiếm nhiều nhất trong thành phần glucid của hạt đại mạch,

chủ yếu là tinh bột, cellulose, hemicellulusose, pentozose, amilan và các hợpchất dạng keo Trong đó tinh bột và hemicellulusose có vai trò quan trọngtrong sản xuất bia

 Tinh bột

Là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng cũng như ý nghĩa trong côngnghệ sản xuất bia Trong công nghệ sản xuất bia, tinh bột có 2 chức năng:

- Là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

- Nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước lúc lên men

Tinh bột được phân bố chủ yếu ở một nội nhũ và một phần ít ở phôi, tồntại dưới dạng những khối lập thể, kích thước khá bé Hạt tinh bột của đạimạch có 2 kích cỡ:

- Hạt to: Dạng hình cầu hay hình ovan, đường kính 20-30µm.

- Hạt bé: Hình cầu hay hình que, kích thước khoảng 2-10µm

Tùy vào từng loại tinh bột mà điểm hồ hóa (là nhiệt độ mà hệ số trương

nở và độ nhớt của tinh bột đạt giá trị lớn nhất) khác nhau:

Tinh bột gồm 2 polysacharid: amylose và amylosepectin

Amylose: Chiếm 17-24% trọng lượng tinh bột, là một polymer ở dạng

xoắn thẳng, gồm 60-600 gốc glucose được nối với nhau qua cầu oxy α – glucocid

1,4-Amylosepectin: Chiếm từ 76-83% trọng lượng tinh bột, là một polymer ở

dạng xoắn nhánh, gồm khoảng 2000 gốc glucose được nối với nhau qua cầu

oxy α -1,4-glucocid ở mạch chính và α -1,6-glucocid ở mạch nhánh.

 Cellulose

Được phân bố chủ yếu ở trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ Phân

tử cellulose 2000-10000 gốc đường glucose sắp xếp thành mạch dài xoắn lạithành từng chùm vì vậy cấu trúc chúng rất dai và khó bị phân cắt trong môitrường bình thường

Cellulose không tan trong nước, không thay đổi thành phần cấu trúc vàđóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường

 Hemixellulose

Là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào và là một phức hệ gồm pentose,

hexose, và acid uronic.

Hemixellulose bị thủy phân tạo thành hexose và pentose dưới tác dụngcủa enzyme sitaza Các đường đơn trên sẽ hòa tan bền vững vào dịch đườngtạo thành chất chiết là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho nấm lên men pháttriển

 Các hợp chất pectin và chất dạng keo

Các hợp chất pectin được phân bố ở thành tế bào tạo ra màng trung gian,chiếm nhiều nhất là proteinpectin

Các chất dạng keo khi hòa tan trong nước nóng thì tạo thành dung dịch có

độ nhớt cao và vì chúng có bản chất là hydratcacbon nên khi bị thủy phân sẽcho ra các đường đơn như galactose và xitose

Sự tồn tại của hợp chất pectin và chất dạng keo này trong dịch đường mộtmặt làm tăng vị đậm và có khả năng tạo và giữ bọt của bia thành phẩm, mặtkhác chúng làm cho dịch có độ nhớt cao gây khó khăn trong quá trình lọc

 Saccharid thấp phân tử ( hay còn gọi là saccharid đơn giản )

Chủ yếu gồm một số đường đơn và đường kép, chiếm nhiều nhất trongnhóm này là saccharose (108% chất khô của hạt), được phân bố nhiều ở phôi(chiếm 5,5% tổng các chất trong phôi hạt).

Lượng glucose và fructose trong đại mạch là không đáng kể: 0,3-0,4%

Các loại đường đơn giản tuy không nhiều nhưng chúng đóng vai trò quantrọng trong sự phát triển của phôi hạt đặc biệt giai đoạn ươm mầm

Quá trình phân giải protid dưới tác dụng của enzyme là một trong nhữngquá trình quan trọng nhất, những sản phẩm của sự phân giải thường có phân

tử lượng thấp hơn, chúng sẽ tham gia vào sự tác dụng tương hỗ với nhữngthành phần khác, đặc biệt trong trường hợp này là sự tạo thành melanoit –chất gây cho bia có mùi thơm, vị ngọt và khả năng tạo bọt của bia về sau.Trong đại mạch có cả protid đơn giản (protein) protid phức tạp (proteit)

- Protid đơn giản: Có các đại diện tiêu biểu là leucosin, edectin,

hordein và glutein Trong đó:

+ Leucosin: Không tan trong nước, có nhiệt độ kết tủa 590C và dễ táchkhỏi dịch đường.

+ Edictin: Không tan trong nước lã, nhiệt độ bắt đầu kết tủa >900C,khó tách ra khỏi dịch đường, là một trong những yếu tố gây đục bia

+ Hordein: Không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch acid haykiềm Hàm lượng chiếm 3,5-3,7% trong lượng chất khô của hạt đại mạch

+ Glutelin: Chiếm khoảng 3% chất khô của hạt đại mạch, thường bịthải cùng bã malt khi nấu

- Protid phức tạp: Dưới dạng liên kết giữa protid và những chất phiprotid khác nhau, điển hình là Nucleoprotid, Lipoprotid và Glucoprotid,chúng kém hòa tan và hòa tan không bền vững song lại khó bỏ ra khỏi dịchđường

- Acid amin tự do: 0,1% so với lượng chất khô, tuy ít song tác dụngcủa chúng là rất lớn, chúng cung cấp cho nấm men phát triển đồng thời là tácnhân chính tạo melanoid ở thời kỳ sấy malt

2.2.2.2.4 Các hợp chất không chứa nitơ

Gồm các hộ chất hữu cơ và vô cơ nhưng không chứa nitơ và dễ hòa tantrong nước Đại diện tiêu biểu của nhóm là polyphenol, chất đắng, fitin , acidhữu cơ, vitamin và chất khoáng

- Polyphenol: Tập trung chủ yếu trong vỏ phần lớn những hợp chất

hòa tan tồn tại trong bia đều là những dẫn xuất catechin (nhóm flavornoid)

các hợp chất này kết hợp với protid cao phân tử tạo phức chất dể kết lắng làmtăng độ bền keo của sản phẩm, đây là đặc tính có giá trị cao trong công nghệsản xuất Nhưng cũng chính hợp chất này là nhân tố làm xấu đi hương và vịđắng của bia

- Chất đắng và chất chát: Phụ thuộc vào nhóm lipoid chính chúng gây

ra vị đắng khó chịu cho bia Cũng như polyphenol các chất đắng và chất tậptrung chủ yếu ở vỏ vì vậy bằng cách ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ thì

- Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B ( B1, B2, B6 ) và vitamin C,PP2, tiền vitamin A,E, acid pantotenic, biotin, acid pholievic và nhiều dẫnxuất vitamin khác

- Chất khoáng: P2O5 , SiO2 , K2O, MgO, CaO , Na2O, SO32-, Fe2O3,Cl.2.2.2.2.5 Chất béo và lipid

Hàm lượng chất béo và lipid chiếm 2,5-3% hàm lượng khô của hạt, tậptrung chủ yếu ở phôi và lớp aloron Những dầu béo này có màu vàng cafenhạt và mùi thơm nhẹ Các chỉ số của dầu béo:

Bản chất của enzyme cũng là protein Chúng tham gia xúc tác các phảnứng hóa sinh trong hạt đại mạch Trong hạt luôn có hai nhóm enzyme chính:

a Nhóm enzyme xúc tác cho quá trình oxy hóa khử:

Chúng tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng của tế bào sống khi hạt

hô hấp hoặc phân hủy hiếm khí các glucid Ở giai đoạn đầu của việc tạo maltchúng tăng cường hoạt động nhanh, trong quá trình sấy malt chúng hầu như bịphá hủy

b Nhóm enzyme thủy phân: Có ba nhóm

Nhóm enzyme thủy phân các hợp chất glucid: Diastase thủy phân các glucid có mạch polyme tương đối đơn giản như tinh bột Sitase thủy phân các

glucid có mạch polyme phức tạp hơn như hemixenlulose

Nhóm enzyme thủy phân protid: Trong nhóm này tiêu biểu có Proteinasexúc tác chuyển protid thành albumose và pepton Peptiddase chuyểnpolypeptid và peptid thành acid amin Amidase tác dụng deamin hóa các acidamin tạo thành các acid hữu cơ và vô cơ, đồng thời phá vỡ các mối liên kếtamin (-CO-NH-) của các muối amin

Nhóm enzyme esterase: Tham gia làm vỡ các mối liên kết este giữa cáchợp chất hữu cơ với nhau hoặc giữa hợp chất hữu cơ và vô cơ Tiêu điểm cólipase thủy phân este của glycerin và một số loại rượu với các acid béo bậccao

2.2.3 Houblon và chế phẩm houblon

2.2.3.1 Giới thiệu chung về hoa houblon

Các nguyên cứu cho thấy rằng bia đã được sản xuất từ những năm 70 trướccông nguyên bởi người Babylon nhưng trong công nghệ sản xuất sơ khai ấy,hoa houblon chưa được sử dụng.

Trong các tài liệu ghi chép lại, hoa houblon bắt đầu được sử dụng trongsản xuất bia tại Đức và Cộng Hòa Séc thời gian từ năm 1000-1200 và nướcAnh sử dụng vào thế kỷ XIV

Hiện nay houblon được trồng rất rộng rãi cả Nam và Bắc bán cầu, đểthành công trong việc trồng cây houblon cần phải đạt yêu cầu cả mặt kỹ thuật

và điều kiện khí hậu

2.2.3.2 Vai trò của houblon đối với công nghệ sản xuất bia

Tên khoa học: Homalus Lupulus Trong công nghệ sản xuất bia, houblon

còn được gọi với tên gọi khác là hoa bia

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản và là nguồn nguyên liệu chính khôngthể thay thế trong công nghệ sản xuất bia vì nó góp phần tạo mùi thơm, vị đặctrưng cho bia, houblon làm trong bia nhờ khả năng tạo bọt kết tủa protein,tăng độ bền sinh học của bia nhờ các chất kháng khuẩn, tăng khả năng giữ bọtcho bia thành phẩm

Ngoài ra, hoa houblon còn có tác dụng như một chất xúc tác làm giảm pHcho dịch đường (nhờ thành phần các acid đắng có trong hoa) Tạo pH phù hợpcho quá trình lên men

2.2.3.3 Cấu tạo hoa houblon

Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm (30-40 năm), chiều cao trungbình từ 10-15m Hoa houblon có hoa đực và cái trên một cây Trong sản xuất

bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn, hoa đực không dùng vì lượng lupulin

và chất đắng rất thấp

Cấu tạo của hoa gồm: Cuống hoa, cánh hoa và phấn hoa Trong đó, cánhhoa chiếm 66-67%, cuống hoa chiếm 12-14%, phấn hoa chiếm 19-20% trọnglượng của hoa

Hoa có hình quả trứng, dài từ 3- 4 cm, khi chín có màu vàng đến vàngong

2.2.3.4.Thành phần hóa học của houblon

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của hoa houblon

- Chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon, tạo vịđắng đặc trưng, tham gia vào sự tạo thành bọt và giúp bảo quản bia được lâu

- Chất chát tannin: Hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượnghoa, tanin có vai trò nhất định trong quá trình công nghệ, từ đó ảnh hưởngtrực tiếp hoặc gián tiếp đến chất lượng bia

Hoa houblon bắt đầu chín thì hàm lượng tanin trong hoa cũng bắt đầugiảm Tồn tại trong hoa như những hạt bụi màu xám, dễ dàng hòa tan trongnước nóng, acetone, etanol, methanol.

- Tinh dầu

Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17-0,65% trọng lượng hoa, chủyếu thuộc nhóm tecpen (C5H8)n và một phần là các cấu tử có mang oxy, đạidiện chính là geraniol (C10H18O)

Tinh dầu hoa ở điều kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hóa, khi đó tác dụng gâymùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bianhư mùi tỏi

Các tinh dầu có nhóm – OH dễ tác dụng với các thành phần acid béothành những este phức tạp Trong quá trình bảo quản, những hợp chất khácnhau của tinh dầu sẽ bị thủy phân một phần, dẫn đến thay đổi tính chất gâythơm có hại cho bia

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, đại bộ phận nhữngcấu tử gây hương đều bay hơi hết, song một số cấu tử khác lại biến đổi hìnhthành những sản phẩm mới bền hương hơn tồn tại trong bia

2.2.3.4 các dạng hoa houblon trên thị trường

Trên thị trường hiện nay phổ biến ba dạng hoa houblon: dạng cánh hoakhô, dạng viên, và dạng cao trích ly

a b.

Hình 2.4 Hoa houblon (a- hoa houblon, b- houblon dạng viên)

Dạng cánh hoa khô: Hoa đã được sấy khô đến độ ẩm < 13%, sau đó được

ép chặt thành bánh, bọc kín trong các loại giấy đặc biệt mà không khí khôngthẩm tích qua được, đồng thời có thể nạp thêm khí trơ để ngăn tối đa tìnhtrạng giảm chất lượng trong quá trình bảo quản

Dạng hoa houblon hạt, viên: Để thuận lợi cho vận chuyển và bảo quản, ta

có thể nghiền nát hoa khô thành dạng bột, sau đó cho vào máy ép viên địnhhình để thu gom thể khối chúng lại, gói kín những viên houblon này trong cácbọc giấy đặc biệt có nạp thêm khí trơ giống như cánh hoa

Dạng hoa cao trích ly: Dùng dung môi hữu cơ như hecxan, methanol,metylen chlorit hoặc tricloetylen để trích ly chất đắng trong hoa ra dung môi,sau đó bằng biện pháp thích hợp tách dung môi sẽ thu được dung dịch caohoublon sệt có màu xanh lá cây đậm

Giá trị hoa houblon trong công nghiệp căn cứ vào tổng hợp chất đắng, tinhdầu và tanin có trong hoa Đối với chất đắng thường dựa vào phần α - acidđắng (tính theo % trọng lượng hoa)

2.2.4 Nấm men

Nấm men là vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyse có hình cầu

hoặc hình elip, kích thước 6- 9 µm Sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi, phâncách hoặc tạo bào tử Nấm men phát triển tốt ở nhiệt độ 8- 250C

2.2.4.1. Vai trò của nấm men trong sản suất bia

Là một tác phẩm cần thiết không thể thiếu được trong quá trình lên menbia Chuyển hóa cơ chất trong dịch đường thành các sản phẩm chính (rượuetylic và CO2) và các sản phẩm phụ (aldehid, rượu bậc cao…) tồn tại trong biasau này

2.2.4.1.Các đặc tính cơ bản về nấm men bia

Nấm men là cá thể đơn bào có cấu tạo tương đối phức tạp và không cókhả năng quang hợp Sinh sản bằng phương pháp nảy chồi hoặc tự phân đôi tếbào

Nấm men dùng cho sản xuất bia thuộc giống Saccharomyces, chúng có

khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng trong môi trường nước mạch nha như cácloại đường hòa tan, hợp chất nitơ (acid amin, peptid) vitamin các nguyên tố vilượng… qua màng tế bào

Nấm men là loại hô hấp tùy tiện, sự tạo thành rượu theo cơ chế

emben-Mayerhof- Parnas (hay còn gọi là quá trình đương phân glycolytic) theo cơ

chế này thì 1g glucose sẽ tạo ra 0,51g rượu etylic và 0,49g CO2 trên thực tếmột phần glucose tiêu tốn cho quá trình tăng sinh khối nên 1g glucose chỉ tạo

ra 0,46g rượu etylic và 0,44g CO2.

Hiện nay nấm men bia có 2 loại chính là S.carlsbergensis (chủng lên men chìm) và S.cereviceae xét về mặt hình thái thì giữa chúng không có gì khác

nhau, nhưng xét về mặt đặc điểm sinh hóa giữa chúng có sự khác nhau, dựavào năng lực lên men đường disaccharit melibiose của chúng Ở loài S

carlsbergensis có chứa gen MEL các gen này tạo ra enzyme ngoại bào là α

galactodase (melibiase) có khả năng chuyển hóa đường melibiose (gồm có

đường glucose và galactose) trong khi đó S.cereviae không có chứa gen MEL

do đó không có khả năng chuyển hóa đường melibiose Cũng có thể dựa vàonhiệt độ để phân biệt sự khác nhau giữa chúng, chủng lên men nổi có thể pháttriển ở nhiệt độ 370C, còn chủng lên men chìm thì không thể lên men ở nhiệt

độ này

Theo công nghệ sản xuất bia truyền thống:

- Chủng nấm men chìm lên men ở nhiệt độ 7- 150C ở nhiệt độ 00Cnấm men chìm vẫn hoạt động Sau khi lên men xong các tế bào nấm men kếtlại và lắng xuống đáy

- Chủng nấm men nổi lên ở nhiệt độ 18- 220C, ở nhiệt độ dưới 100Choạt tính nấm men giảm mạnh Sau khi lên men xong các tế bào nấm men kếtthành chùm bị hấp thu vào khí CO2 và nổi lên trên bề mặt

2.2.4.1.1 Hình thái nấm men

Tế bào nấm men có kích thước rất bé (5- 10µ) nên không thể quan sát tếbào nấm men bằng mắt thường Muốn thấy được phải quan sát dưới kính hiển

vi Tế bào nấm men có hình ô van, màu trắng ngà Để nhận biết tế bào già hay

tế bào con dựa vào sẹo chồi, nếu tế bào có quá nhiều sẹo chồi thì chứng tỏ tếbào đó đã già, nếu tế bào không có hoặc có ít sẹo chồi thì tế bào đó vẫn đangtrong giai đoạn phát triển

Thành tế bào có cấu trúc bền cùng với chiều dài khoảng 25nm, chiếmkhoảng 25% trọng lượng tế bào, thành tế bào được cấu tạo bởi hai thành phầnchính là glucan và mannan, ngoài ra còn có chitin và một ít protein.

Glucan là một polyme phức tạp của các tiểu phần đường glucose, mặc dù

có cấu trúc không gian, nhưng glucan nằm chủ yếu mặt trong thành tế bàotiếp giáp màng nguyên sinh chất, glucan là thành phần chủ yếu cấu tạo nênthành tế bào, nên mất đi phần này thì thành tế bào sẽ bị phá hỏng hoàn toàn

Mannan là một polyme phức tạp của đường manose, chúng chủ yếu tập

trung mặt ngoài của thành tế bào nhưng không phải là thành chủ yếu cấu tạonên thành tế bào bởi vì khi loại bỏ phần này đi thì hình dạng của thành tế bàokhông biến đổi

Chitin là thành phần hydratcacbon lớn thứ ba thành tế bào, là một polyme

của N acetyl glucosanmin, chitin nằm sát các vết sẹo chồi, chitin là thànhphần tạo nên vòng xung quanh vết sẹo chồi

Protein chiếm khoảng 10% trọng lượng khô của thành té bào, ít nhất cũng

có một số protein tồn tại đưới dạng một số enzyme có liên kết với thành tếbào.Ví dụ như glucanaza và mannaza là tác nhân gây sự mềm hóa ở thành tếbào để các chồi non có thể phát triển được Trong số các enzyme invertase,alkalin photphotase và lipase thì invertase là enzyme có mang bản chấtmannoprotein, thành phần mannan chiếm tới 50% và đóng vai trò quan trọngtạo nên sự bền vững của phân tử enzyme Phần nhiều các protein còn lại trongthành tế bào kết hợp với mannan, điều này có thể do mannan là hợp chất đóngvai trò cấu trúc cũng như enzyme trong thành tế bào Ngoài ra đặc tính kếtchùm của tế bào cũng chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc mannoprotein của thành tếbào