Khảo sát quy trình công nghệ, sự thay đổi mật số nấm men qua các dòng đời và hàm lượng đường trong quá trình lên men bia tại Nhà máy Bia Sài Gòn - Bạc Liêu

DỤNG Bộ MÔN CÔNG NGHỆ THựC PHẨMGIÃ VĂN MỪNG KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ, sự THAY ĐỔI MẬT SỐ NẤM MEN QUA CÁC DÒNG ĐỜI VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI G

DỤNG Bộ MÔN CÔNG NGHỆ THựC PHẨM

GIÃ VĂN MỪNG

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ, sự THAY ĐỔI MẬT SỐ NẤM MEN QUA CÁC DÒNG ĐỜI VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA TẠI NHÀ MÁY BIA SÀI GÒN - BẠC LIÊU

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THựC PHẨM

Cần Thơ, 201

Æ

Tên đề tài:

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG

NGHỆ, sự THAY ĐÔI MẬT SỐ NẤM MEN QUA

CÁC DÒNG ĐỜI VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG

TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA TAI NHÀ

MÁY BIA SÀI

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan về tính chân thật của bài luận văn “KHẢO SÁT QUY TRÌNH

CÔNG NGHỆ, Sự THAY ĐỔI MẬT SỐ NẤM MEN QUA CÁC DÒNG ĐỜI VÀ

HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA TẠI NHÀ

MÁY BIA SÀI GÒN - BẠC LIÊU” Các số liệu trong bài luận văn này do chính tôi

thu thập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực Đã được hội đồng chấm luận

văn thông qua

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẰN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

LỜI CẢM ƠN

BO CŨI caTrong suốt thời gian học tập tại trường Đại học cần thơ và thực tập tại Nhà máy BiaSài Gòn - Bạc Liêu, em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô khoa Nông Nghiệp vàSinh Học ứng Dụng cùng các anh chị trong Nhà máy Bia Sài Gòn - Bạc Liêu, đã tậntình dạy bảo, dìu dắt em và truyền đạt kiến thức quý báo của mình, cho em trong suốtthời gian học tập tại trường và thực tập tại công ty

Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này , em xin chân thành cảm ơn đến sự tận tình hướngdẫn của thầy PGS.TS Võ Tấn Thành và Ban lãnh đạo Nhà máy Bia Sài Gòn

- Bạc Liêu, đã nhiệt tình giúp đỡ em, cho em tiếp cận với những kinh nghiệm thực tếquý báo

Ngoài ra em xin chân thành cảm ơn đến gia đình đã tạo điều kiện cho em học tập tốt đểhoàn thành khóa học này, cảm ơn tất cả bạn bè đã giúp đỡ và gắn bó với em trong suốtquá trình học tập

Cuối lời, em xin kính chúc sức khỏe gia đình, thầy cô và các anh chị trong Nhà máyBia Sài Gòn - Bạc Liêu, luôn thành công trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn !

Cần thơ, ngày 9 tháng 12 năm 2013

Sinh viên thưc hiên

Giã Văn Mừng TÓM LƯỢC

Nhà máy bia Sài Gòn - Bạc Liêu sử dụng khoảng 70% malt và 30% gạo để sản xuấtbia Lượng nước nha nấu phụ thuộc vào thể tích tank lên men, để làm đầy một tank(bồn chứa) lên men cần phải nấu 5 mẻ nước nha Mẻ đầu tiên nấu trong khoảng 8 giờ,các mẻ tiếp theo cách mẻ phía trước 2 đến 3 giờ Trong công đoạn nấu dịch đường

được bổ sung một số phụ gia hỗ trợ quá trình sản xuất như acid lactic, CaCỈ2, Z11SO4, caramel Dịch đường đun sôi với houblon trong 70 phút Nhà máy sử dụng houblon cao và houblon viên để sản xuất

Dịch đường được lên men từ 21 ngày trở lên Thời gian lên men chính từ 5 - 7 ngày,

lên men phụ 14 - 16 ngày Nấm men được sử dụng là Saccharomyces carlbergensis từ

đời F3 - Fg, mật số nấm men gieo cấy ban đầu để lên men trong khoảng 20 - 30 triệu tế bào/ml, nhiệt độ lên từ 6 - 9°c Kết thúc quá trình lên men bia phải đạt được các chỉ tiêu lý hóa của nhà máy Bia được lọc và pha theo các chỉ tiêu của nhà máy

Kết quả khảo sát cho thấy, lượng đường trong dịch lên men qua các đời nấm men có sự khác biệt nhưng không đáng kể Kết thúc quá trình lên men hàm lượng đường còn lại khoảng 2,4°p (độ plato) là đạt theo yêu cầu của nhà máy Đời nấm men được tái sử dụng không ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi hàm lượng đường trong quá trình lên men Quá trinh biến đổi nhiệt độ của dịch lên men có liên quan đến hàm lượng đường và mật số nấm men Nấm men từ đời 3 đến đời 8 không có sự khác biệt về hằng số tốc độ phản ứng Việc tái sử dụng nấm men sau quá trình lên men chính không làm ảnh hưởng đến hoạt động lên men của nấm men

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM LƯỢC iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH vi

DANH SÁCH BẢNG vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 2

1.1 GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY 2

1.1.1.Quá trình hình thành và phát triển 2

1.1.2.Địa chỉ giao dịch 2

1.2 TỔ CHỨC NHÀ MÁY 3

1.2.1.Sơ đồ mặt bằng công ty 3

1.2.2.Sơ đồ cơ cấu tổ chức 4

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT BIA 5 2.1 MALT ĐẠI MẠCH 5

2.1.1.Đại mạch 5

2.1.2.Malt đại mạch 6

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

2.2 HOA HOUBLON 9

2.2.1.Thành phần hóa học hoa houblon 9

2.2.2.Các chế phẩm từ houblon 11

2.3 NƯỚC 12

2.4 NẤM MEN 13

2.4.2.Vai trò của nấm men 14

2.4.3.Yêu cầu chất lượng của nấm men trước khi đưa vào lên men 15

2.5 THẾ LIỆU (GẠO) 15

2.6 PHỤ GIA TRONG SẢN XUẤT BIA 16

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 17 3.1 Sơ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TÔNG QUÁT 17

3.2 CÔNG ĐOẠN NẤU 18

3.2.1.Làm sạch 19

3.2.2.Cân và nghiền nguyên liệu 19

3.2.3.Nấu (quá trình đường hóa) 20

3.2.4.Lọc ~ 22

3.2.5.Nồi chờ 22

3.2.6.Nồi sôi hoa 23

3.2.7.Lắng xoáy 23

3.2.8 Làm lạnh nhanh và sụt khí oxi 24

3.3 CÔNG ĐOẠN LÊN MEN VÀ LỌC 25

3.3.1 Lên men chính 25 3.3.2 Lên men phụ 27 3.3.3 Lọc trong và pha bia 28 3.4 CÔNG ĐOẠN HOÀN THIỆN SẢN PHẨM 31 3.4.2 Kiểm tra chai sau khi rửa 33

3.4.3 Chiết bia vào chai 33

3.4.4 Thanh trùng 34

3.4.5 Dán nhãn chai và in date

3.4.6 Vô két 35

4.1 MÁY NGHIỀN BÚA 36

4.2 MÁY NGHIỀN TRỤC KHÔ 36

4.4 NỒI NẤU MALT VÀ GẠO 38

4.6 NỒI ĐUN SÔI 39

4.7 NỒI LẮNG XOÁY 39

4.8 TANK (BỒN CHỨA) LÊN MEN 40

4.9 MÁY CHIẾT CHAI 41

CHƯƠNG 5: PHẦN NGHIÊN cứu 43 5.1 THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA

43

5.2 THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 44

5.3 THAY ĐỒI MẬT số NẤM MEN QUA CÁC DÒNG ĐỜI TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 45

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48 6.1 KẾT LUẬN 48

6.2 ĐỀ NGHỊ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ CHƯƠNG viii

DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng nhà máy 3

Hình 1.2: Sơ đồ cơ cấu của nhà máy 4

Hình 2.1: Đại mạch nhiều hàng (trái), đại mạch hai hàng (phải) 5

Hình 2.2: Hoa houblon 9

Hình 2.3: Quy trình sản xuất nước nấu bia tại nhà máy bia Sài Gòn - Bạc Liêu 13

Hình 2.4: Nấm men Saccharomyces carlbergensỉs 14

Hình 3.1: Quy trình sản xuất bia Sài Gòn - Bạc Liêu 17

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình đường hóa 18

Hình 3.3: Sơ đồ công đoạn lên men và lọc 25

Hình 3.4: Lọc ống (a) lọc đĩa (b) 29

Hình 3.6: Lọc tinh 29

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Hình 3.7: Sơ đồ công đoạn hoàn thiện sản phẩm 31

Hình 3.8: Máy rửa chai 32

Hình 3.9: Máy chiết chai và đóng nắp 33

Hình 3.10: Thiết bị thanh trùng 34

Hình 3.11: Máy dán nhãn (a), máy in date (b) 35

Hình 4.1: Máy nghiền búa 36

Hình 4.2: Máy nghiền trục khô 37

Hình 4.3: Máy nghiền có điều chỉnh độ ầm 37

Hình 4.4: Nồi nấu malt và gạo 38

Hình 4.5: Nồi lọc 39

Hình 4.6: Nồi đun sôi 39

Hình 4.7: Nồi lắng xoáy 40

Hình 4.8: Tank lên men 41

Hình 5.1: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ plato theo thời gian lên men giữa các đòi .~ 43

Hình 5.2: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ (°C) theo thời gian lên men giữa các đời 44

Hình 5.3: Đồ thị thể hiện mật số nấm men theo thờigian lên men từ đời 3đến đời 8

47

DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học của malt 7

Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng malt của nhà máy bia Sài Gòn 8

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của hoa houblon theo % chất khô 10

Bảng 2.4 Các thành phần chính trong nước ngầm 12

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của gạo tính theo % chất khô 15

Bảng 3.1: Một số tiêu chuẩn nước nha của nhà máy 24

Bảng 3.2: Khối lượng men cấy 26

Bảng 3.3: Yêu cầu chất lượng bia lên men phụ 27

Bảng 3.4: Yêu cầu chất lượng bia BBT 30

Bảng 3.5: Nhiệt độ của khoang thanh trùng 34

Bảng 5.1: Hằng số tốc độ phản ứng K theo đời nấm men 46

ĐẶT VẤN ĐÈ

Bia là một loại đồ uống có truyền thống lâu đời, có giá trị dinh dưõng cao và có độ cồn thấp, mùi vị thơm ngon bổ dưỡng, uống bia với một lượng thích họp không những có

lợi cho sức khỏe, ăn cơm ngon, dễ tiêu hóa mà còn giảm được sự mệt mỏi sau ngàylàm việc mệt nhọc Bia không chỉ cung cấp một lượng kalo khá lớn, mà trong bia cònchứa một hệ enzyme rất phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme đường hóa amylase Biađược sản xuất từ các loại nguyên liệu chính là malt đại mạch, hoa houblon, nấm men

và nước, cùng với một số nguyên liệu thay thế như gạo hoặc ngô, đường, một số chấtphụ gia và nguyên liệu phụ khác Bia còn là một loại nước giải khát rất tốt trong nhữngngày hè nóng nực nhờ hàm lượng CO2 khá cao, từ 3 - 5 g/lít

Trong những năm gần đây, nhu cầu uống bia của con người ngày một tăng nhanh, cùngvới sự phát triển của ngành công nghệ sản xuất bia đã có những bước tiến nhảy vọt.Nhiều cải tiến về công nghệ đã được áp dụng vào sản xuất bia, đã nâng cao chất lượngsản phẩm và đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

Trên thế giới, trong nghành công nghiệp sản xuất nước giải khát thì bia chiếm vị tríhàng đầu và đã đem lại nhiều nguồn lợi nhuận to lớn cho vùng quốc gia và vùng lãnhthổ

Hiện nay không chỉ trên thế giới mà tại Việt Nam ngành công nghệ sản xuất bia cũngphát triển không ngừng với những thành tựu to lớn Hiện tại, Việt Nam có một sốthương hiệu bia nổi tiếng đang chiếm ưu thế, đứng vững trên thị trường như: Sài Gòn,Heineken, Tiger

Bia được sản xuất theo công nghệ hiện đại được nấu, lên men, lọc theo một dâychuyền khép kín, tạo thành vô số các hợp chất khác nhau, chúng tham gia trực tiếp vàohương vị và nhiều chỉ tiêu khác của bia thành phẩm Trong các công đoạn nấu, lênmen, lọc, thì công đoạn lên men đóng vai trò khá là quan trọng Bia được lên mennhờ vào chủng nấm men Saccharomyces carlsbergensis, để quá trình lên men tốt và tạo

ra sản phẩm mong muốn đòi hỏi nấm men bia phải khỏe mạnh, thuần chủng Để tiếtkiệm lượng nấm lên men sử dụng, nhà máy đã sữ dụng giống quay vòng, nhưng việc

sử dụng giống quay vòng thì có ảnh hưởng gì đến tốc độ tăng trưởng của nấm men haykhông? Và hàm lượng đường thay đổi như thế nào trong quá trình lên men? Do đó, đề

tài “khảo sát quy trình công nghệ, sự thay đổi mật số nấm men qua các dòng đời

và hàm lượng đường trong quá trình lên men bia tại nhà máy bia Sài Gòn - Bạc Liêu” nhằm làm rõ vấn đề này.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÈ NHÀ MÁY 1.1 GIỚI THIỆU VÈ NHÀ MÁY

1.1.1 Quá trình hình thành và phát triển

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Nhà máy Bia Sài Gòn - Bạc Liêu được hình thành theo chủ trương của Thủ tướngChính phủ, Bộ Công Thương

Năm 2002 Thủ tướng Phan Văn Khải đồng ý chủ trương cho Tổng Công ty Bia RượuNước giải khát Sài Gòn xây dựng tại Bạc Liêu một Nhà máy sản xuất Bia Sài Gòn.Năm 2003, Phó Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng tiếp tục chỉ đạo xây dựng Nhà máy BiaSài Gòn tại Bạc Liêu Năm 2004 Bộ Công Thương thuận chủ trương

Năm 2007 Tổng Công ty CP (cổ phần) Bia Rượu Nước giải khát Sài Gòn tiến hànhkhởi công xây dựng Nhà máy, khởi công ngày 30/04/2007 Sau mười tháng thi côngNhà máy hoàn thành đi vào sản xuất Từ tháng 09/2008 Nhà máy đã có sản phẩm biachai SG 355 ml tham gia thị trường tiêu thụ trong hệ thống phân phối của SABECO.Tổng vốn đầu tư: 225 tỷ đồng Công suất thiết kế 30 triệu líưnăm, công suất thực tế 40triệu lít/năm Nhà máy được đầu tư theo tiêu chuẩn quốc tế, thiết bị hiện đại tiên tiếnnhập khẩu từ Cộng hòa Liên bang Đức

Hiện tại Nhà máy sản xuất sản phẩm là bia chai Sài gòn 355 ml, bia chai SG 355 ml doNhà máy Bia Sài Gòn-Bạc Liêu sản xuất luôn đạt chất lượng cao theo tiêu chuẩnSABECO và đặc biệt được sự đón nhận của người tiêu dùng khu vực đồng bằng sôngCửu Long Hệ thống quản lý chất lượng đạt tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001: 2008 Năm

2010, Công ty CP Bia Sài Gòn - Bạc Liêu ước tính nộp ngân sách năm 2010 là 150 tỉđồng Doanh thu năm 2010 ước tính đạt 310 tỉ đồng

1.1.2 Địa chỉ giao dịch

Lô B5, KCN Trà Kha, phường 8, Thành phố Bạc Liêu, Tỉnh Bạc Liêu

Tel: 07813 780781 - Fax: 07813 780 567 Email:

info@biasaigonbaclieu.com

7

Khu chiết bia

Khu động lực

Khu nhà nấu

Trạm cân xe

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

TỔ ĐỘNG Lực Cơ ĐIỆN XỬ LÝ NƯỚC

Hình 1.2: Stf đồ cơ cấu của nhà máy

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT BIA

2.1 MALT ĐẠI MẠCH

2.1.1. Đại mạch

Đại mạch là nhóm thực vật có hạt thuộc lớp một lá mầm, họ lúa mì, là loại thực vật mộtnăm và chia làm hai nhóm: đại mạch mùa đông (gieo hạt vào mùâ đông và thu hoạchvào mùa hè) và đại mạch mùa xuân (gieo hạt mùâ xuân và thu hoạch mùâ thu) Tùy theo

số hàng mà ta có đại mạch hai hàng hay đại mạch đa hàng Đại mạch hai hàng đượcdùng chủ yếu trong công nghệ sản xuất bia và đặc điểm đặc trưng của chúng là hìnhdạng hạt cân đéi, còn đại mạch bốn hoặc sáu hàng có vỏ trấu dày và kích thước hạt nhỏnên thường làm thức ăn gia súc, rất ít dùng trong sản xuất bia

Thành phần hóa học của đại mạch:

Tỉnh bột

Tinh bột là thành phần quan ừọng nhất chiếm ừên 50% khối lượng chất khô Tinh bộtkhông tan trong nước lạnh và các dung môi hữu cơ trung tính Khi tiếp xúc với nướcnóng thì tinh bột sẽ hút nước và trương nở

Chức năng củã tỉnh bột trong sản xuất bia và malt:

Nguồn thức ăn dự trữ cho phôi

Là nguồn cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước khi lên men

Tinh bột được phân bố chủ yếu ờ nội nhũ và một phần rất ít ở phôi

9

Cellulose

Hình 2.1: Đại mạch nhiều hàng (trái), đại mạch hai hàng (phải)

(Nguồn: http://muivi.com )

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Cellulose chủ yếu nằm ở trong vỏ trấu của hạt đại mạch, chiếm khoảng 20% chất khôcủa vỏ, cellulose đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu làvật liệu tạo màng lọc phụ lý tưởng Cellulose không tan trong nước, hầu như không thayđổi về thành phần và cấu trúc trong suốt tiến trình công nghệ sản xuất bia

Hemicellulose

Hemicellulose chiếm phần lớn chất khô của vỏ trấu, gồm những hỗn hợp polysaccharidekhác nhau Sự phân giải hemicellulose dưới tác dụng của enzyme Sitoase có ý nghĩa lớntrong quá trình nảy mầm, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác vào bêntrong nội nhũ của hạt

Pentozan

Pentozan có trong thành phần của hemicellulose, đặc biệt có nhiều trong vỏ trấu (2%),không tan ừong nước, nếu bị thủy phân cho ra đường arabinose và xilose

Các glucide cao phân tử

Trong đại mạch còn chứa các chất ở dạng gum, những chất này tan trong nước sẽ tạonên những dung dịch nhớt, khi bị thủy phân sẽ cho galactose và xilose, hoặc như pectin.Những họp chất này khi đi vào dịch đường hoặc bia sẽ gây trở ngại cho quá trình lọc,song chúng cũng có khả năng tạo bọt cho bia và có mùi vị được cải thiện hơn

Các chất đường trong hạt đại mạch

Trong đại mạch có chứa một lượng nhỏ monosaccharide, disaccharide, trisaccharide,trong đó nhiều nhất là đường saccharose, chiếm khoảng 1,8% chất khô của hạt Các chấtnày có ý nghĩa lớn trong quá trình sản xuất malt, đặc biệt là trong giai đoạn đầu

Chất đắng và chất chát

Các chất đắng và chất chát có chứa nhiều trong vỏ trấu của hạt đại mạch, nó đóng mộtvai trò lớn trong quá trình ngâm đại mạch, một phần chất chát sẽ liên kết với protein,tạo thành acid textinoic có vị đắng và mùi khó chịu, chúng không hòa tan trong nước lãnhưng hòa tan tốt trong dung dịch kiềm loãng (0,2 - 0,4%)

2.1.2 Malt đại mạch

Malt là hạt đại mạch đã qua ươm mầm, sấy và sau đó tách bỏ mầm, rễ để thu được malttrong điều kiện nhân tạo Malt là loại nguyên liệu chính và không thể thay thế trongcông nghệ sản xuất bia cấu tạo của malt gồm: vỏ, phôi và nội nhũ

Thành phần hóa học của malt được thể hiện ở Bảng 2.1

Nhóm enzymel thủy phân tinh bột:

a-amylase (enzymel dịch hóa): phân cắt liên kết 1 - 4 glucoside, sản phẩm tạo ra lànhững dextrin Nhờ vậy mà độ nhớt dịch cháo malt giảm nhanh Sự phân cắt này giảmdần và khi sang giai đoạn hai của quá trình thủy phân sẽ tạo nên một ít maltose vàglucose Nhiệt độ hoạt động tối ưu của a-amylase là 72 - 75°c, pH tối ưu 5,3 - 5,8 (Bùi

Thị Quỳnh Hoa, 2009)

ß-amylase (enzymel đường hóa): phân cắt liên kết 1-4 glucoside từ đầu không khửtheo từng đôi hai phân tò glucose, sản phẩm tạo ra là maltose Nhiệt độ tối ưu cho ß-amylase hoạt động là 65°c, pH tối ưu 5,6 ( Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009).

Nhóm enzymel thủy phân protein:

Proteinase xúc tác đễ chuyển hóa protein thành albumoza và pepton rồi chuyển thànhpolypeptit và peptit

Peptidase chuyển polypeptit và dipeptit thành acid amin gồm polypeptidase

và dipeptidase

Nhóm enzymel esterase tham gia làm vỡ các mối liên kết este giữa các hợp chất hữu

cơ khác nhau hoặc giữa các hợp chất hữu cơ và vô cơ

7

Lipase thủy phân este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc cao Enzymelnày được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp aloron Trong quá trình ươm mầm, hoạt lực củachúng tăng rất nhanh nhưng đến giai đoạn sấy malt thì chúng bị phá hủy Nhiệt độ tối ưucho hoạt động của lipase là 35°c, pH bằng 5

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

9 Độ trong (chỉ tiêu tham khảo) EBC < 5,0

Houblon thuộc họ dây leo, sống lâu năm 30 - 40 năm, có chiều cao trung bình là 10

- 15m, hiện nay trên thế giới đang trồng trên 100 giống hoa houblon khác nhau Loạithực vật này chỉ thích họp với khí hậu ôn đới nên trồng nhiều ở Đức, Liên Bang Nga,Pháp, Mỹ, Trung Quốc,

Hoa houblon có hoa đực và hoa cái riêng biệt cho từng cây, trong sản xuất bia chỉ sửdụng hoa cái chưa thụ phấn, nếu hoa đã bị thụ phấn thì giá trị giảm đi rất nhiều, hoa đựckhông được sử dụng vì nó rất nhỏ, chứa ít lượng phấn hoa (lupulin), chất đắng cũng rất

(Nguồn: nhà máy)

kém Houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng làm tăng khả năngtạo và giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sảnphẩm Do những đặc tính đặc biệt như vậy nên hoa houblon vẫn giữ một vai trò độc tôn

và là nguyên liệu không thể thay thế trong công nghệ sản xuất bia

2.2.1 Thành phần hóa học hoa houblon

Thành phần hóa học hoa houblon phụ thuộc vào chủng giống, điều kiện khí hậu, đất đaigieo trồng, và kỹ thuật canh tác, thành phần hóa học của hoa houblon được thể hiện ởBảng 2.3 có sự khác nhau đáng kể (tính theo % chất khô):

Hình 2.2: Hoa houblon (Nguồn: http://vi Wikipedia, org)

Bảng 2.3 Thành phần hóa học của hoa houblon theo % chất khô

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

ß-acid đắng (lupulon): bao gồm lupulon và các đồng phân đi kèm của nó Cũng giốngnhư a-acid đắng, ß-acid đắng dễ hòa tan trong ete, hexan và rượu metylic Khả năng hòatan trong nước, trong dịch đường của ß-acid đắng thấp hơn rất nhiều so với a-acid đắng,ß-acid đắng gốc đắng yếu hơn a-acid đắng nhưng tính kháng sinh mạnh hơn do đó phải

sử dụng kết hợp cả a-acid đắng và ß-acid đắng

7

2.2.1.2 Tanin

Với hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa, tanin có một vai trò nhất định

trong quy trình công nghệ Trước hết tanin được chiết trích dưới dạng hòa tan, sau đóvới điều kiện nhiệt độ cao và thời gian dài chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng vớicác mức độ khác nhau, các phân tử trùng ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điệnvới các phân tò protein trong dịch đường hình thành với những phức tanin-protein,tạo ra kết tủa nóng trong quá trình này Mặt khác, với một dạng phức tương tự nhưngvới trọng lượng nhỏ hơn không kết tủa với điều kiện nhiệt độ cao, khi hạ nhiệt độxuống thấp chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra kết tủa nguội trong dịch đường Từ đó ta nhậnthấy rằng tanin một mặt ảnh hưởng tốt đến quá trình công nghệ, giúp cho dịch đườngtrong nhanh và kết tủa các thảnh phần protein không bền, làm tăng độ bền vững củakeo bia Song tanin cũng làm kết tủa cả những phần protein không bền, dẫn đến chỗlàm giảm khả năng tạo bọt của bia

2.2.1.3 Tinh dầu

(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2005 )

Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm 0,17 - 0,65% trọng lượng hoa Tinh dầu hòa tantrong dịch đường, tồn tại trong bia cho bia có mùi thơm đặc trưng, nhẹ nhàng dễchịu, tinh dầu là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không có màu, có mùithơm rất mạnh, hòa tan rất yếu trong nước (0,4 mg/1), khó hòa tan trong cồn thấpnhưng hòa tan trong cồn nguyên chất và este, đa phần cấu tử dễ bay hơi, thậm chí ởnhiệt độ phòng, do đó trong quá trình houblon hóa, có đến hơn 90% lượng tinh dầubay mất.

2.2.1.4 Polyphenol

Polyphenol trong houblon thuộc nhóm ílavonoid có khả năng kết họp với protein caophân tử tạo thành phức chất không hòa tan Do đó chúng có tác dụng loại bỏ các họpchất protit cao phân tô ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bềnkeo của bia thành phẩm

7

2.22.2 Houblon cao

Là sản phẩm của quá trình trích ly và cô đặc các nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoahoublon Houblon cao có hàm lượng a-acid đắng rất cao, dùng để tạo vị đắng đặc trưngcho bia

2.3 NƯỚCNước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọcdịch nha, lên men, công đoạn chiết rót ) tạo nên sản phẩm cuối cùng, có thể nói nước lànguyên liệu chính để sản xuất bia, trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90 - 92% trọnglượng bia Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quy trình côngnghệ và chất lượng bia thành phẩm Nước thiên nhiên chứa nhiều cation Ca2+, H+ ; Na +

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

7 ịNguyễn Thị Hiền và cộng sự, 2007)

Nước sau khi được bơm lên thi đưa qua lọc sơ bộ, ở đây nước được tiếp xúc với oxi đểoxi hóa Fe2+ thành Fe3+ kết tủa lắng xuống đáy thiết bị để loại bỏ sắt Tiếp theo nướcđược đưa qua cột lọc tiếp xúc ngược để lọc sắt Nước được đua qua cột media để lọc sắtthêm một lần nửa Sau đó nước được đưa qua cột lọc than hoạt tính để loại bỏ tạp chấthữu cơ Cuối cùng nước được đưa qua máy lọc RO để loại bỏ vi sinh vật và các tạp chất

còn sót lại.2.4.NẤM MEN

và các chất hữu cơ, vô cơ khác.Chúng là các vi sinh vật

Saccharomyces cerevisiae (nấm men nổi): Phát

triển lơ lửng trên bề mặt môi trường là chủ yếu, lên men ở

men 4- 6 ngày Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào

tạo

thành lớp dày trên bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm

Saccharomyces carlbergensis (nấm men chìm) hình 2.4: Phát triển ở tầng sâu của

thiết bị, lên men ở nhiệt độ 6 - 9°c, dễ lắng, dễ lọc tạo điều kiện thu hồi men tái sảnxuất, thời gian lên men từ 12 - 18 ngày

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Hình 2.4: Nấm men Saccharomyces carỉbergensis

(Nguồn: http://muivi.com )

Ở nước ta thường dùng nấm men Saccharomyces carĩbergensis để lên men bia Đây là

loại nấm men hoạt động ở nhiệt độ thấp (0 - 10°C), có khả năng lên men hoàn toàn đườngraíínose, fructose, melibiose,

Đặc điểm của phương pháp lên men chim là điều kiện nhiệt độ lên men thấp, vì vậy hạnchế tối đa những sản phẩm phụ gây bất lợi, hình thành trong quá trình lên men chính, từ

đó tâ có thể tạo râ những sản phẩm bia có chất lượng cao

Khỉ lên men xong các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáy thừng, lênmen rất nhanh, nhờ vậy bia tự ừong nhanh hơn lên men nổi

Tế bào nấm men cổ chế độ dinh dưỡng cao là nguồn đạm và vitamin phong phú Đặc biệtnổi bật của nấm men là giàu vitamin nhóm B như Bi, B2, B6, Bi2, pp và một số nguyên tékhác không gây độc hại cho người và gỉâ súc

2.4.2 Vai trò của nấm men.

Nấm men chuyển hóa các chất đường thành C2H5OH và C02 Trong quá trình lên menchính, ngoài sự chuyển hóa các chất hydrocarbon, nấm men cũng chuyển hóa các chấtkhác như protein, chất khoáng, chất béo Từ đó hình thành khá nhiều những sản phẩmphụ trong bia: các rượu bậc Câo và glycerin, các acỉd hữu cơ,

Mục đích của quá trình lên men: là chuyển hóâ các chất hydrocarbon, đạm, khoáng,

vitamin Dưới tác dụng của men Saccharomyces carlbergensis đặc chủng

để tạo thành: rượu, C02, amin thơm, ester nhằm tạo mùi vị đặc trưng củã bia

Quá trình lên men được thực hiện qua hai giai đoạn: lên men chính và lên men phụ, cảhai quá trình được thực hiện trong cùng một thiết bị

Hiện nay thông thường chủng men giống được sử dụng từ thế hệ F3 - Fg

9

2.4.3 Yêu cầu chất lượng của nấm men trước khi đưa vào lên men

Nấm men thuần khiết, tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng

Khi đưa vào sản xuất tỉ lệ men chết dưới 2%, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 10% Thời kìmạnh nhất khi độ đường xuống nhanh nhất có thể trên 80% Nấm men khi đưa vàodịch đường để lên men sau một giờ phải đạt được từ 20 - 30 triệu tế bào/ml

Nấm men có khả năng chuyển hóa các đường đôi, đường đơn giản, các peptid, acidamin giải phóng ra CƠ2, rượu ethanol, họp chất hương và vị đặc trưng cho bia

Men giống không nhiễm vi sinh vật tạp, có khả năng sống sót cao cho mục đích tái

sử dụng

Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ, và nồng độ CO2 phù họp vớitừng nhà máy

Hiện tại nhà máy bia Sài Gòn - Bạc liêu sử dụng nấm men chìm Saccharomyces

Lên men mạnh trong lòng môi trường, khi hết nguồn chất dinh dưỡng trong môitrường, nấm men có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng xuống nhanh dưới đáy thùnglên men, làm trong bia

Lên men được glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, maltose,cellobiose, manit, socbit

Không lên men được các loại đường: lactose, inulin,xilose, arabinose Ngoài rachủng nấm men này còn có khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời), tỷ lệ tế bào chết < 10%.Phần trăm đậm đặc > 50%

2.5 THẾ LIỆU (GẠO)

Gạo là một sản phẩm lương thực thu từ cây lúa Hạt gạo thường có màu trắng, nâuhoặc đỏ thẫm, chứa nhiều dinh dưỡng Gạo có hàm lượng protein thấp nhất trong cácloại hạt ngũ cốc (khoảng 7%), lớp cám và phôi chứa nhiều các thành phần khôngphải tinh bột Thảnh phàn hóa học của gạo được thể hiện ở Bảng 2.5

Bảng 2.5 Thành phần hóa học của gạo tính theo % chất khô

(Nguyên Thị Hiên và cộng tác viên, 2007)

Ngành Công nghệ thực phâm Trang 23

Giảm bớt số lượng malt, hạ giá thành sản phẩm

Cải thiện một vài tính chất cảm quan của sản phẩm

Tạo ra chủng loại bia có mức độ phân cấp chất lượng khác nhau, bảo quản bia được lâu.Yêu cầu gạo sạch không tạp chất, không mối mọt, lượng amylopectin thấp

2.6 PHỤ GIA TRONG SẢN XUẤT BIA

Các chất phụ gia dùng trong sản xuất bia nhằm để nâng cao chất lượng của bia:

Caramel: tạo màu cho bia, cho vào trong giai đoạn đun sôi với houblon

CaCl2: cho vào giai đoạn nấu, tăng khả năng chịu nhiệt của enzymel - amylase Kíchthích hoạt động của amylase và protease Tăng cường khả năng lắng kết của proteintrong nồi, đối với giai đoạn sau cần thiết cho khả năng kết lắng hoàn toàn của nấm men

và oxalat, đồng thời lượng canxi thích họp là yếu tố quan trọng để ổn định và tạo vị tốtcho bia

Acid lactic: điều chỉnh pH dịch hèm và dịch nha lạnh

ZnS04: là nguyên tố vi lượng giúp nấm men phát triển

Maturex - L: là enzymel a-acetolactate decarboxylate được sử dụng trong thời kì lên

men, nhằm rút ngắn thời gian lên men phụ và giảm thiểu sự tạo thành diacetyl bằng cáchxúc tác phản ứng decarboxyl hóa của a-acetolactate tạo thành aceton

Vicant: thành phần cấu tạo là erythobate và sodium metabisulphite Được dùng như làchất chống oxy hóa, ổn định mùi vị, màu sắc cho bia (phụ gia cho vào bia)

Collupulin: sử dụng trong quá trình lọc bia, chống kết tủa lạnh, hạn chế hiện tượng đụcbia trong quá trình bảo quản (phụ gia cho vào bia)

Polyvinyl polypyrolidol (PVPP): được dùng trong máy lọc đĩa nhằm để hấp thụ

polyphenol, tăng độ trong cho bia

Bột trợ lọc :

FW14: được dùng trong máy lọc ống (lọc nến) làm một lớp áo lọc bên ngoài ống FP3:được dùng trong máy lọc ống (lọc nến) làm một lớp áo lọc bên ngoài ống lọc sau khi áomột lóp bột trợ lọc FP3

?

CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 3.1 Sơ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA TỔNG QUÁT

Quy trình sản xuất bia chai được thể hiện ở Hình

NghiềnĩMalt lótHội cháo

Làm lạnh

Men sữa, maturex-LLên men

ĩLọc bia ìChiết chaiIĐóng nắpIThanh trùngIDán nhãnSản phẩm

Hình 3.1: Quy trình sản xuất bia Sài Gòn - Bạc Liêu

(Nguồn: nhà máy)

7

Malt ĩ

Làm sạch

I ~

Đường hoá

I ~

T ,nn Nồi chò

zxz

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Tại nhà máy bia Sài Gòn-Bạc Liêu quy trình sản xuất bia chia làm 3 công đoạn chính:

công đoạn nấu, công đoạn lên men và lọc, công đoạn thành phẩm

3.2 CÔNG ĐOẠN NẤU

Quy trình công đoạn đường hóa được thể hiện ở Hình 3.2

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình đường hóa

(Nguồn: nhà máy)

Cơ cấu nguyên liệu cho một mẻ nấu:

3.2.1 Làm sach

Mục đích: loại bỏ tạp chất trong nguyên

liệu như: kim loại, đá, sạn, cát, rác,

bụi .lẫn trong nguyên liệu, tạo điều

kiện thuận lợi cho quá trình sau

Tiến hành: malt và gạo từ silo theo vít

tải và gàu tải đua đến hệ thống sàng để

tách bỏ các tạp chất Sau đó, tiếp tục đưa

vào máy sàng gạo và malt nhằm tách các

tạp chất có khối lượng riêng lớn

Yêu cầu: nguyên liệu phải sạch tạp chất,

ml 2,8

kg

126 g

10 g

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

cần dùng.

Nghiền để làm nhỏ nguyên liệu nhằm

tăng bề mặt tiếp xúc với nước, giúp cho

nước dễ dàng xâm nhập vào các thành

phần của hạt, để thúc đẩy quá trình

đường hóa và thủy phân nhanh, triệt để

hơn

Tiến hành: hiện tại nhà máy đang sử

dụng máy nghiền búa đối với gạo,

nghiền trục khô đối với malt lót nồi gạo

và nghiền trục ướt đối với nồi nấu malt

Nghiền malt lót (nghiền trục khô): malt

được làm sạch sẽ được gàu tải đưa qua

hệ thống cân định lượng sau đó malt

được đưa vào máy nghiền malt trục khô,

malt nghiền xong được đưa vào nồi nấu

gạo bằng hệ thống vít tải

Nghiền gạo: sau khi được làm sạch hệ

thống gàu tải sẽ tải gạo lên cân để xác

định khối lượng, tiếp theo gạo được đưa

vào máy nghiền gạo sau khi nghiền xong

gạo được đưa vào nồi nấu gạo bằng hệ

thống vít tải

7

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

Nghiền malt (nghiền malt điều chỉnh độ ẩm): malt sau khi làm sạch sẽ được gàu tảiđưa qua hệ thống cân định lượng tiếp theo malt được đưa vào máy nghiền malt điềuchỉnh độ ẩm, malt nghiền xong sẽ được máy bơm bơm vào nồi nấu malt

Yêu cầu của chế độ nghiền:

Đối với malt: khi nghiền malt phải thỏa mãn yêu cầu thu nhiều chất hòa tan mà khônglàm dịch đường bị đắng chát do các thành phần của vỏ malt như: tamin, polyphenol

Vì thế phải nghiền nhỏ nội nhủ mà không nghiền nát vỏ malt Nếu nghiền thô thì cólợi cho việc lọc bã nhưng nghiền quá thô thì quá trình đường hóa không hoàn toàn,nghiền nhỏ quá vỏ trấu không tạo được độ xốp cao, bề mặt lọc dễ bị bịt kín, làm chokhả năng lọc kém

Đối với gạo: vì gạo chưa qua nảy mầm nên cấu trúc tinh bột còn nguyên vẹn, để đạtđược mục đích cuối cùng là trích ly được nhiều chất hòa tan, nên biện pháp hữu hiệunhất là chúng phải nghiền thật nhỏ, sau đó được hồ hóa ở nhiệt độ thích họp

3.2.3 Nấu (quá trình đường hóa)

Mục đích: tạo ra được càng nhiều chất chiết và chất lượng dịch càng cao càng tốt.Phần lớn chất chiết được tạo ra là nhờ enzymel, các enzymel hoạt động mạnh tại cácnhiệt độ thích họp Bởi vậy, quá trình đường hóa được thực hiện tại những điểm nhiệt

độ phù hợp cho hoạt động của các enzymel (Nguyễn Thị Hiền và cộng tác viên,2007)

3.2.3.1Các quá trình xảy ra ở nồi gạo

Đầu tiên cho vào nồi gạo khoảng 3 hl nước 30°c, tiếp theo đó tiến hành xuống maltlót lần 1 khoảng 80 kg cùng với 4 hl nước Sau khi xuống malt lót xong tiến hànhxuống 821 kg bột gạo cùng với 12 hl nước và 5 hl nước tráng đường ống Bột gạo đi

từ trên xuống gập nước phun từ dưới lên để tránh vón cục Khi nước và bột gạo xuốngngập cánh khuấy thì bổ sung acid lactic 89% khoảng 142 ml để xúc tác thủy phân tinhbột tốt hon và điều chinh pH về 5,6 - 5,8 để hoạt hóa hệ enzymel amylase có trongmalt lót, sau đó tiến hành nâng nhiệt

Giai đoạn 72°C: gia nhiệt lên 72°c giữ trong 15-25 phút, ở nhiệt độ này thì enzymel

a-amylase có trong malt lót hoạt động mạnh nhất xúc tác dịch hóa sơ bộ

tinh bột Enzymel amylase phân cắt ngẫu nhiên phân tò tinh bột tại vị trí liên kết 1,4 glycoside làm cho phân tử tinh bột giảm nhanh số gốc glucose và tò thành cácdextrin mạch ngắn hơn Sự hình thành các dextrin mạch ngắn làm giảm nhanh độ nhớtdịch cháo

a-Giai đoạn 83°C: nâng nhiệt độ lên 83°c giữ trong 2-6 phút Đây là nhiệt độ hồ hóatinh bột gạo, các hạt tinh bột hút nước trương nở và vở tung trong nước nóng các phân

tò tinh bột được giải phóng, dung dịch trở nên nhớt Tuy nhiên ở nhiệt độ này enzymelamylase bị vô hoạt

Giai đoạn 72°C: sau khi hồ hóa gần hết tinh bột tiến hành xả nước 30°c để hạ nhiệt độ

nồi nấu xuống 72°c và giữ trong 15-30 phút Trong thời gian này bổ sung malt lót

lần 2 khoảng 80 kg cùng với 1 hl nước Ở nhiệt độ này dưới tác dụng của enzymel amylase trong malt lót lần 2 sẽ tiếp tục cắt mạch tinh bột đã được hồ hóa, làm giảmdần độ nhớt của nồi cháo Sản phẩm của quá trình này chủ yếu là các dextrin mạchngắn và một lượng nhỏ maltose, glucose.

a-Giai đoạn 100°C: tiếp tục gia nhiệt dung dịch lên 100°c và giữ khoảng 15-30 phút,

có tác dụng tiêu diệt được vi sinh vật cũng nhu làm giảm độ nhớt của dịch cháo, giúpcho quá trình bơm qua nồi malt dễ dàng hơn

3.23.2 Các quá trình xảy ra ở nồi malt

Khi nhiệt độ nồi gạo đạt 94°c trong quá trình nâng nhiệt đến nhiệt độ sôi 100°c thì

tiến hành xuống bột malt vào nồi malt

Trướt tiên cho vào đáy nồi 2 hl nước lót ở 30°c, tiếp theo hổn hợp malt và nước được

máy bơm bơm vào nồi nấu malt từ máy nghiền malt trục ướt Trong quá trình xuốngmalt cho vào trong nồi 76 hl nước, 500 ml acid lactic (điều chỉnh pH về 5,6 - 5,8) và2,8 kg CaCl2 Kết thúc quá trình xuống malt cho vào nồi thêm lhl nước tráng đườngống

Giai đoạn 50°C: gia nhiệt nồi malt lên 50°c và giữ 5 phút Đây là nhiệt độ thích họpcho protease hoạt động thủy phân protein thành các mạch nhỏ và cứ thế để cuối cùngtạo thành các peptid, axit amin Các sản phẩm của quá trình thủy phân protein như:albumo, polypeptit, pepton, dipeptit, axit amin Có tác dụng tạo bọt, tạo vị cho bia và

là nguồn dinh dưỡng cho nấm men

Giai đoạn 65°C: sau giữ nhiệt độ 50°c hơn 5 phút thì tiến hành bơm dịch cháo sôi từnồi gạo qua nồi malt, được cánh khuấy trộn đều, cho thêm lhl nước tráng nồi gạo vàđường ống Sau khi hội cháo xong điều chỉnh nhiệt độ nồi malt về 65°c giữ 30 phút,tạo điều kiện cho enzymel P-amylase hoạt động thủy phân tinh bột thành đườngmaltose Enzymel P-amylase cắt mạch amylose và amylopectin từ đầu không khử tại

vị trí liên kết a-1,4 glycoside, mỗi lần phân cắt 2 phân tô glucose tạo ra đườngmaltose Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình đường hóa cũng như toàn bộ quytrình sản xuất Nếu giai đoạn này đường hóa không đạt hiệu quả, hàm lượng malttosethắp sẽ ảnh hưởng đến độ lên men và vị của bia

Giai đoạn 75°C: từ 65°c nâng lên 75°c giữ trong vòng 15-25 phút cho đến khi quátrình đường hóa kết thúc Ở nhiệt độ này enzymel a-amylase tiếp tục quá trình thủyphân cắt tinh bột thành dextrin bậc thấp, một ít maltose và glucose Sau khi giữ

7

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

nhiệt độ này khoảng 25 phút thì tiến hành lấy mẫu thử dịch đường hóa bằng iod 0, INnếu dịch iod không đổi màu thì quá trình đường hóa kêt thúc

Giai đoạn 76°C: tiếp tục nâng nhiệt độ dịch đường lên 76°c và giữ trong 5 phút, rồi

tiến hành lọc dịch đường hóa Nhiệt độ này nhằm tạo điều kiện cho dịch đường giảm

độ nhớt giúp quá trình đường hóa dễ dàng hơn, và để bù trừ lượng nhiệt mất đi trongquá trình lọc

3.2.4 Loc

Mục đích: tách dịch đường ra khỏi những phần nội nhủ của hạt không tan và thu hồidung dịch đường sau khi đường hóa

Quá trình lọc chia làm hai giai đoạn:

Giai đoạn một (lọc dịch đầu): lọc tách dịch đường Đầu tiên chuyển hết dịch từ nồinấu malt qua nồi lọc bằng một máy bơm Trong thời gian chuyển dịch hệ thống giaocào trong nồi lọc được hạ thấp, chân giao cào cách mặt lưới ở phía dưới đáy nồi lọckhoảng 5 cm, cho quay hệ thống này để dàn đều bã trên mặt đáy Sau khi bơm hết dịchsang thùng lọc thì nâng hệ thố này lên vị trí cao nhất của nó và để yên khối dịch trong5-6 phút để bã malt và các chất không hòa tan tạo thành lớp vật liệu lọc Tiếp theo chodịch đường chạy tuần hoàn khoảng 15 phút Sau khi dịch đường bất đầu ừong thì tiếnhành bơm qua nồi trung gian

Giai đoạn hai (rửa bã): sau khi tách dịch ra khỏi bã dùng nước nóng 75 - 77°c để rủa

bã, nước rửa bã được phun thành từng tia từ trên xuống, cho hệ thống dao cào làmviệc để xới lóp bã Bã được xới liên tục để tạo điều kiện cho việc tiếp xúc vói nước,chạy tuần hoàn dịch sau khi rửa bã đến khi đạt độ đục < 40 EBC thì chuyển qua nồichờ Lập lại quá trình rửa bã khoảng 2-3 lần tùy thuộc vào lượng đường thu được vàlượng dịch đường rửa bã thu được khoảng 85 - 90 hl Kết thúc quá trình rửa bã đảmbảo đường sót nhỏ hơn l,2°p Sau khi rửa bã xong hệ thống dao cào được hạ xuống đểcào bã xuống thùng chứa bã và đẩy ra silo bã

Yêu cầu: tổng lượng dịch thu được sau khi lọc và rủa bã khoảng 188 - 190 hl, độđường thu được là 11,95 - 12,l°p Độ đường còn sót lại trong bã không vượt quá1,2°P7

nồng độ 13°p, tạo cho bia có mùi vị đặc trưng của hoa houblon.

Kết tủa các nhân tố không có lợi, vô hoạt enzyme và vô trùng dịch đường tạo điềukiện cho quá trình lên men, thời gian đun sôi kéo dài sẽ tại phản ứng caramel,melanoidin làm cho bia có màu vàng đặc trưng

pH, nồng độ chất hòa tan, độ màu để tính toán lượng acid lactic cần sử dụng Bêncạnh đó cần điều chỉnh lượng hơi cung cấp nhằm đạt cường độ bay hơi và độ đườngyêu cầu Trong quá trình đung sôi dịch đường luôn giữ ở 100°c, thời gian đung sôi là

70 phút (tính từ lúc dịch đường đạt 100°C)

Khi đun được 50 phút thì tiến hành cấp huoblon lần 2 Cho vào thùng chứa houblonviên khoảng 4,23 kg hoa houblon viên cùng lOg ZnS04 và 1000-1100 ml acid lactic rồibơm tuần hoàn dịch đường qua thùng chứa houblon viên Sau khi cấp houblon viên,tiến hành lấy mẫu kiểm tra độ plato, pH, độ màu, tinh bột sót

Yêu cầu: kết thúc quá trình đung sôi nồng độ đường trong dịch nha (dịch nha là dịchđường sau khi nấu với houblon) phải đạt 13°p, độ màu 9,0 EBC, cường độ bay hơi là 6

phút thì tiến hành bơm dịch qua thiết bị làm lạnh nhanh

Yêu cầu: loại bỏ hết các kết tủa nóng và cặn có trong nước nha

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

men, đảm bảo đủ mật số nấm men cho quá trình lên men tạo rượu và CƠ2

-3.2.8.3 Một sổ tiêu chuẩn nước nha của nhà máy

stt

Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị mong

muốn

Giá trị kiểm soát

Tiêu chuẩn cho phép

<0,3 <0,34 <0,4

8 Coagulable Nitrogen(chỉ tiêu định hướng)

3.3 CÔNG ĐOẠN LÊN MEN VÀ LỌC

Công đoạn lên men và lọc được thể hiện ở Hình 3.3

Nước nha trước khi lên men phải được kiểm tra một số chỉ tiêu của nhà máy

được thể hiện ở Bảng 3.1

Bảng 3.1: Một số tiêu chuẩn nước nha của nhà máy

(Nguồn: nhà mảy)

3.3.1 Lên men chính

Mục đích: thực hiện quá trình chuyển hóa đường và các dextrin bậc thấp trong nướcnha thành etanol, C02 cùng một số sản phẩm phụ khác góp phần tạo hương vị đặctrưng của bia dưới tác dụng của nấm men

Tiến hành: nước nha sau khi làm lạnh đến 6 - 8°c sẽ chuyển sang tank (bồn chứa) lênmen cho đến khi nước nha đầy tank mới bắt đầu quá trình lên men chính Trong quátrình này, cần lưu ý nhiệt độ của mỗi mẻ trước khi cấy nấm men, đối với mẻ đầu tiên

và mẻ thứ 2 ta làm lạnh đến 6°c, các mẻ tiếp theo mới nâng dần nhiệt độ lên lần lượt

là 7°c, 7°c, 8°c để men không bị sốc nhiệt, giúp men thích nghi dần với môi trườngsống

Bổ sung nấm men và maturex - L ngay trên đường ống dẫn dịch vào tank lên Mentrong lần bơm của mẻ đầu tiên (5 mẻ nấu cho một tank lên men mỗi mẻ khoảng 175

Hình 3.3: Sơ đồ công đoạn lên men và lọc

ịNguồn: nhà máy)

Ngành Công nghệ thực phâm Trang 35

-180 hl, mẻ đầu tiên khoảng 8 giờ, các mẻ tiếp theo thời gian nhận cách nhau 2-3giờ) Dịch nha cấp được 15 phút thì tiến hành cấp men và 2210 ml maturex - L Lượngnấm men sử dụng cho mỗi tank lên men sẽ được xác định dựa theo kết quả kiểm tranấm men trướt khi cấp dịch khoảng 4 giờ số lượng nấm men cấp cho mỗi tank đượctính theo mật số tế bào nấm men, độ đậm đặc, phần trăm tế bào chết

Stt Độ đặm đặc (ĐĐĐ) (%) Tỉ lệ chêt (%) Lượng men cây (kg)

Sau khi cấp dịch 1 giờ thì lấy mẫu dịch nha kiểm tra mật số tế bào nấm men, nếu mật

số nấm men trong khoảng từ 20.106 - 30.106 tế bào/ml xem như đạt yêu cầu

Thời gian lên men chính tò 5 - 7 ngày, áp suất 0 bar, nhiệt độ lên men tò 7 - 9°c Nhiệt

độ của tank lên men được điều chỉnh bằng việc đóng mở van cấp glycol (môi chấtlạnh) Khi dịch lên men được khoảng 24 giờ kiểm tra độ tinh khiết của CO2 sinh ra,nếu độ tinh khiết lớn hơn 99,7% thì tiến hành mở van thu hồi CO2 Khí CO2 thu hồiđược sử lý sẽ được sử dụng cho công đoạn khác

Quá trình lên men chính xảy ra qua 3 giai đoạn:

Giai đoạn tăng trưởng sinh khối: một hai ngày đầu, hàm lượng chất hòa tan giảm, tạobọt nhỏ kính cả dịch đường Nồng độ oxi trong dịch bia giảm nhanh do quá trình hôhấp của nấm men Giai đoạn này chủ yếu là tăng số lượng té bào nấm men, đồng thờirượu ethylic cũng được sinh ra trong giai đoạn này nhưng với lượng rất nhỏ

Giai đoạn lên men cực đại: mật số tế bào nấm men đã tăng cao, quá trình lên men yếmkhí, tạo rượu ethylic và CO2 diễn ra nhanh chóng, chất hòa tan giảm rất nhanh, nhiệt

độ tank lên men tăng, kích thức bọt to, thô

Giai đoạn cuối: hai ba ngày cuối tốc độ lên men giảm Nhiệt độ tank lên men hạ thấp,quá trình kết lắng của nấm men xảy ra Đến khi hàm lượng trong dịch lên men giảmcòn 3,2 °p cho dù chưa đủ ngày kết thúc quá trình lên men chính cũng tiến

10% Sau khi thu hồi nấm men được trữ ở 2 - 5°c trong tank kính để dùng cho cấytank tiếp theo (thời gian trữ men tối đa không quá 48 giờ).

3.3.2 Lền men phụ

Mục đích: tạo cho bia có độ chính cần thiết, giảm các sản phấm phụ, cải thiện mùi vịcủa sản phẩm, ổn định bọt, hàm lượng C02, tạo hương thơm cho bia thành phấm.Tiến hành: quá trinh lên men phụ được thực hiện ở nhiệt độ từ 5°c xuống -l°c, ápsuất 0,5 bar, thời gian len men phụ tùy thuộc vào thời gian lên men chính sau chotổng thời gian của hai quá trình lên men >21 ngày

Trong thời gian lên men tiến hành xã cặn mỗi ngày để loại bỏ các kết tủa nguôi vàcác tế bào nấm men còn sót lại để bia đạt độ toong yêu cầu trướt khi cấp đi lọc Yêucầu chất lượng bia lên men phụ được thể hiện ở Bảng 3.3

muốn

Giá trịkiểm soát

Các biến đổi trong quá trình lên men phụ:

Các quá trình biến đổi sinh lý, sinh hóa, vật lý xảy ra hoàn toàn giống như ở giai đoạnlên men chính nhưng tốc độ chậm hơn vì nhiệt độ thấp hơn và lượng lên men thấphơn Trong đó, có những biến đổi rất quan trọng ảnh hưởng đến những biến đổi biathành phẩm Đó là sự chính của bia non kèm theo sự điều chỉnh các tính chất của biathành phẩm như: độ trong, độ bền đặc trưng keo, màu sắt hương vị bia

Nấm men trong bia non tiếp tục lên men lượng đường còn lại tạo thành C02 và cácsản phẩm khác

Phản ứng tổng hợp: các acid hữu cơ tác dụng với rượu tạo thành ester

7

Phản ứng khử diacetyl: diacetyl được sinh ra trong quá trình lên men chính, ảnhhưởng rất lớn đến chất lượng bia, có hại cho sức khỏe người tiêu dùng Trong giai

đoạn lên men phụ , nấm men sẽ sử dụng diacetyl làm cơ chất, chuyển hóa thành các aceton và 2

- 3 butadiol trong điều kiện kỵ khí, do đó làm giảm lượng diacetyl trong bia

Phản ứng khử acetaldehyde: acetaldehyde là thành phần chính gây ra hội chứng nhức

Bảng 3.3: Yêu cầu chất lượng bia lên men phụ

(Nguồn: nhà máy)

Ngành Công nghệ thực phâm Trang 37

đầu, đòng thời gây mùi hắc cho bia Trong quá trình lên men phụ, hàm lượngacetaldehyde giảm xuốn do hoạt động trao đổi chất của nấm men

Các acid béo dễ bay hơi: sự tổng hợp các acid béo mạch ngắn (C4 - C10) sẽ bị đình chỉtrong giai đoạn đầu của quá trình lên men phụ Tuy nhiên nếu quá trình lên men phụkéo dài thì hàm lượng acid béo sẽ tăng lên trong quá trình thủy phân glycide, sự cómặt của acid béo này sẽ ảnh hưởng đến bia thành phẩm

Quá trình kết lắng giúp lắng trong bia: khi tiến hành lên men phụ trong thời gian kéodài, nhiệt độ hạ thấp dần, các lớp bia ổn định và có hiện tượng lắng từng phần

Nấm men lắng dần, giúp giảm mùi nặng của nấm men so với bia non ban đầu

Các keo protid (dạng phức chất của protein và tanin) kết tủa ở trạng thái nguội và tạo

ra các dạng kết lắng lớn và lắng xuống, giúp kéo theo một hàm lượng keo khác và tạonhựa đắng của hoa houblon xuống đáy giúp bia trong hơn, mùi nhẹ hơn

Hòa tan C02: CO2 là thành phần rất quan trọng của bia, giúp bia có khả năng tạo bọt

ức chế vi sinh vật gây hại cho bia Quá trình lên men phụ thực hiện ở nhiệt độ thấp và

có dằn áp nên CO2 được hòa tan vào trong bia

3.3.3 Lọc trong và pha bia

3.3.3.1Lọc trong bia

Bia sau khi lên men phụ dù đã qua quá trình tách cặn và xác nấm men nhưng vẫn cònchứa các té bào nấm men dư thừa và các chất kết tủa còn sót lại Để có được sản phẩmđược nhiều người tiêu dùng chấp nhận cần phải làm trong bia bằng cách tách các phầncặn kết tủa và nấm men dư thừa ra khỏi bia tạo cho sản phẩm có độ trong nhất định.Trước khi lọc làm đầy toàn bộ các thiết bị và đường ống bằng nước lạnh 2°c để đuổi

khí O2 ra khỏi thiết bị đồng thời tránh làm tăng nhiệt độ của bia trong quá trình lọc.Tiến trình lọc được thực hiện qua các giai đoạn sau: lọc ống (Hình 3.4a), lọc đĩa (Hình3.5b) và lọc tinh(Hình 3.6)

Lọc ống: nhằm giữ những phân tử rắn có kích thước lớn hơn lỗ lọc như tế bào nấmmen, các cặn bẫn thô và các kết tủa còn sót lại

7

Lọc đĩa: lọc hấp phụ loại bỏ polyphenol ngăn cản sự tạo thành phức polyphenol gây đục cho bia trong quá trình bảo quản và tồn trữ đồng thời làm cho bia

protein-có màu sáng hơn

Hình 3.6: Lọc tinh

(Nguồn: nhà máy)

Pha bia: nhà máy sử dụng nước nấu bia có nhiệt độ 80°c Nước được đưa qua hệ

thống lọc tinh, bơm tò trên xuống đồng thòi thổi CƠ2 từ dưới lên để khử O2trong nước Nước sau khi khử O2 được làm lạnh nhanh xuống 2°c và đưa vào tankchứa

Ngành Công nghệ thực phẩm Trang iii

ha là ứiể tích nước pha vào (lít)

vđ4u là thể tích ban đầu của bia (lít)

c là nồng độ đầu của cồn (%).

C’ là nồng độ sau của cồn (%)

Bảo hòa C02: là nạp vào bia một lượng C02 bị mất trongquá trình lọc Lượng C02hòa tan trong bia được tính toán

và cài đặt sẵn, bia sau khi đi qua thiết bị nạp CƠ2 lượng

CO2 hòa tan ừong bia đạt khoảng 5,2 - 5,8 g/1

2 Độ hòa tan nguyên thủy °Plato 11,4 11,25-11,54 11,1-12

Bia sau khi bảo hòa CO2 sẽ được trử trong TBF (bồn chứa bia sau lọc) chờ chiết chai

Bảng 3.4: Yêu cầu chất lượng bia BBT