tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bia và các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men phụ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ QUỲNH TIÊN TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHỤ Luậ

Trang 1

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN THỊ QUỲNH TIÊN

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

HÀM LƯỢNG DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHỤ

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2013

Trang 2

Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHỤ

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Th.s Vũ Trường Sơn Nguyễn Thị Quỳnh Tiên

MSSV: LT11625 Lớp: CB1108L1

Cần Thơ, 2013

Trang 3

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang i

TỜ CAM ĐOAN

Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT

BIA VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM LƯỢNG DIACETYL TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN PHỤ” tại công ty cổ phần bia Sài Gòn –

Miền Tây do sinh viên Nguyễn Thị Quỳnh Tiên thực hiện và báo cáo đã được

hội đồng luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện

Vũ Trường Sơn

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2013

Chủ tịch hội đồng

Trang 4

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang ii

Trang 5

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang iii

MỤC LỤC



TỜ CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Tổng quan về công ty 2

2.2 Nguyên liệu chính trong sản xuất 4

2.2.1 Malt 4

2.2.2 Gạo (thế liệu) 7

2.2.3 Hoa houblon 7

2.2.4 Nước 11

2.2.5 Nấm men 12

2.2.6 Phụ gia 14

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THẢO LUẬN 16

3.1 Phương tiện 16

3.2 Phương pháp thảo luận 16

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 17

4.1 Quy trình tổng quát công nghệ sản xuất bia 17

4.1.1 Công đoạn nấu nước nha 18

4.1.1.1 Sơ đồ quy trình nấu nước nha 18

4.1.1.2 Nguyên liệu nấu nước nha 19

4.1.1.3 Nghiền nguyên liệu 19

4.1.1.4 Quá trình hồ hóa 21

4.1.1.5 Quá trình đường hóa 22

4.1.1.6 Lọc dịch đường 25

4.1.1.7 Quá trình đun sôi dịch đường với houblon 27

4.1.1.8 Lắng và làm lạnh nước nha 29

4.1.2 Công đoạn lên men 31

4.1.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ lên men 31

4.1.2.2 Lên men 32

4.1.2.3 Lọc trong và pha bia 34

4.1.2.4 Bão hòa CO 2 và tang trữ bia 36

Trang 6

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang iv

4.1.3 Công đoạn hoàn thiện sản phẩm 38

4.1.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ hoàn thiện sản phẩm 38

4.1.3.2 Rửa chai 39

4.1.3.3 Chiết bia vào chai 40

4.1.3.4 Thanh trùng 40

4.1.3.5 Dán nhãn chai và in date 41

4.1.3.6 Vô két và bảo quản 41

4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men phụ 42

4.2.1 Diacetyl 42

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng 43

4.2.2.1 Đặt vấn đề 43

4.2.2.2 Nội dung tìm hiểu 43

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PHỤ LỤC vii

Trang 7

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang v

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1: Sơ đồ tổ chức nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây 3

Hình 2: Đại mạch hai hang 4

Hình 3: Cấu tạo malt đại mạch 4

Hình 4: Công nghệ sản xuất malt đại mạch 6

Hình 5: Hoa houblon 7

Hình 6: Các hợp chất đắng trong hoa houblon 9

Hình 7: Sự đồng phân hóa humulon 9

Hình 8: Sự oxy hóa lupulon thành hulupon 10

Hình 9: Chế phẩm houblon 10

Hình 10: Tế bào nấm men 12

Hình 11: Sơ đồ quy trình sản xuất bia Sài Gòn đóng chai 17

Hình 12: Sơ đồ quy trình nấu nước nha 18

Hình 13: Quy trình liệu của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây 19

Hình 14: Cơ chế tác động của hệ enzyme amylase 23

Hình 15: Sơ đồ đường hóa nguyên liệu của nhà máy bia 23

Hình 16: Dịch đường 27

Hình 17: Sơ đồ lên men của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây 31

Hình 18: Sơ đồ công đoạn hoàn thiện sản phẩm 38

Hình 19: Máy chiết 40

Hình 20: Máy dán nhãn 41

Hình 21: Cấu tạo diacetyl 42

Hình 22: Đồ thị biểu diễn hàm lượng diacetyl 43

Hình 23: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nhiệt độ lên men phụ qua các lô 44

Hình 24: Đồ thị biểu diễn mật độ nấm men của các lô 45

Trang 8

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang vi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1: Thành phần hóa học của hạt đại mạch 5

Bảng 2: Thành phần chính của gạo 7

Bảng 3: Thành phần của houblon khô 8

Bảng 4: Thành phần hóa học của nước 11

Bảng 5: So sánh các phương pháp nghiền 20

Bảng 6: Một số tiêu chuẩn nước nha của nhà máy 30

Bảng 7: Một số tiêu chuẩn bias au khi lên men phụ của nhà máy 34

Bảng 8: Một số tiêu chuẩn bia TPF 36

Bảng 9: Một số tiêu chuẩn bia thanh phẩm 37

Bảng 10: Nhiệt độ của khoang thanh trùng 40

Bảng 11: Sự biến đổi hàm lượng diacetyl qua các lô 43

Bảng 12: Số liệu mật độ men và hàm lượng diacetyl 45

Bảng 13: Sự thay đổi nhiệt độ cài đặt của quá trình lên men phụ vii

Bảng 14: Sự thay đổi nhiệt độ thực tế của quá trình lên men phụ viii

Trang 9

SVTH : Nguyễn Thị Quỳnh Tiên Trang 1

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Bia là một loại thức uống dinh dưỡng Uống bia với một lượng thích hợp rất có lợi cho sức khỏe như: dễ tiêu hóa, thông tiểu tiện, kích thích tuyến mật, giảm được sự mệt mỏi sau ngày làm việc mệt nhọc

Bia đã được người Sumérien và Assyrien sản xuất từ cách đây hơn 5000 năm trước công nguyên (TCN) Tuy nhiên đây chỉ mới là một loại thức uống lên men

từ các loại ngũ cốc Từ 4000 năm (TCN) những người Ai Cập đã có những loại bia như: bia của các nhà quý tộc, bia của Ai Cập Từ thời điểm đó cho đến nay, ngành công nghiệp sản xuất bia không ngừng phát triển, nâng cao chất lượng bia Louis Pasteur đã cho xuất bản quyển sách các “Nghiên cứu về bia” và từ đó những nghiên cứu khoa học về sản xuất bia mới thật sự bắt đầu vào năm 1876 Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của nhà máy bia Hà Nội và Sài Gòn Bia được người Việt định nghĩa là loại đồ uống có độ cồn thấp được làm từ nguyên liệu là malt đại mạch, houblon, nước và nấm men Ngoài ra, bia còn chứa rất nhiều các vitamin, đường, acid amin… cung cấp giá trị dinh dưỡng

Trong quá trình sản xuất bia thì sự biến đổi sinh hóa là vô cùng quan trọng Ngoài việc tạo thành các men bia, các sản phẩm chủ yếu là cồn và CO2 còn tạo ra nhiều sản phẩm phụ khác như rượu bậc cao, ester, aldehyde… làm cho bia có hương thơm đặc trưng

Tuy nhiên, trong quá trình chuyển hóa ra các sản phẩm phụ có những sản phẩm không mong đợi làm giảm chất lượng bia, ảnh hưởng tới người tiêu dùng Diacetyl là một trong các sản phẩm đó

Nhằm tìm hiểu một cách hoàn thiện hơn công nghệ sản xuất bia và những ảnh

hưởng không tốt của diacetyl đối với bia, nên đề tài của em chọn là : Tìm hiểu

quy trình công nghệ sản xuất bia và các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men phụ

Trang 10

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về công ty

2.1.1 Giới thiệu chung

Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây là công ty trực thuộc Tổng công ty Bia – Rượu – Nước giải khát (BRN) Sài Gòn

Tên giao dịch: Western – Sai Gon Beer Joint Stock Company

Đến ngày 30/08/2000, công ty liên doanh bia Sài Gòn tại Cần Thơ được giao lại cho công ty bia Sài Gòn thống nhất quản lý theo chủ trương của Bộ Công Nghiệp (công văn số: 3005/CV-KHĐT ngày 03/08/2000) và UBND tỉnh Cần Thơ (công văn số: 2615/UB ngày 09/08/2001)

Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty BRN Việt Nam đã ký quyết định số: 39/QĐ-HĐQT ngày 31/08/2001 về việc thành lập nhà máy bia Cần Thơ trực thuộc Công ty bia Sài Gòn Ngày 04/12/2001 nhà máy nấu thử mẻ đầu tiên

Ngày 01/01/2002, nhà máy bia Cần Thơ đi vào sản xuất chính thức

Ngày 06/05/2003, Bộ trưởng Bộ Công Nghiệp ban hành quyết định số 74/2003/QĐ-BCN về việc thành lập Tổng công ty BRN Sài Gòn và Tổng công ty BRN Sài Gòn ban hành quyết định số: 138/TCT/HC ngày 21/07/2003 đổi tên nhà máy Bia Cần Thơ thành nhà máy Bia Sài Gòn – Cần Thơ trực thuộc Tổng công

Trang 11

BAN GIÁM ĐỐC (Giám Đốc Công ty) Giám Đốc Nhà Máy

XƯỞNG SẢN XUẤT (Một Giám Đốc) Một Thống Kê Tổng Hợp

TỔ NẤU TỔ LÊN MEN TỔ THÀNH

PHẨM

TỔ ĐỘNG LỰC – BẢO TRÌ

Sài Gòn – Cần Thơ và thông qua phương án sản xuất kinh doanh năm 2005 Thực hiện Nghị quyết ngày 27/05/2006 của Đại hội cổ đông hợp nhất Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Cần Thơ và Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Sóc Trăng thành Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây

2.1.3 Quy mô công ty

Công suất thiết kế giai đoạn 1: 10 triệu lít/ năm

Công suất thiết kế giai đoạn 2: 15 triệu lít/ năm đã được hoàn thành và đưa vào hoạt động cuối tháng 12/2003 Hiện nay nhà máy sản xuất bia Sài Gòn đỏ với công suất 17 triệu lít/ năm

2.1.4 Sơ đồ nhà máy

Hình 1: Sơ đồ tổ chức nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây

(Nguồn: Tài liệu Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây)

Trang 12

2.2 Nguyên liệu chính trong sản xuất

2.2.1 Malt

2.2.1.1 Đại mạch

Đại mạch có tên la tinh là Hordeummurium Căn cứ vào sự sắp xếp hạt trên bông

mà chia đại mạch thành 2 loại: hai hàng (hình 2) và sáu hàng Hạt đại mạch hai hàng to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều và mỏng Hạt rất đồng đều, có hàm lượng chất hoà tan tương đối cao, đồng thời lượng vỏ ít nên chứa không nhiều các hợp chất polyphenol Hạt đại mạch sáu hàng có kích cỡ không đồng nhất bởi

vì các hạt thiếu không gian để phát triển đầy đủ, vỏ trấu dày nên thường dùng làm thức ăn gia súc

2.2.1.2 Cấu tạo hạt đại mạch

Hình 2 : Đại mạch hai hàng

Hình 3: Cấu tạo malt đại mạch

(Nguồn: www.homebrewcompanion.com)

(Nguồn: www.hongngochospital.vn)

Trang 13

Cấu tạo (hình 3) gồm 3 bộ phận chính: Vỏ hạt, phôi và nội nhũ

▪ Vỏ hạt chia thành ba bộ phận chính: vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ alơron

▪ Phôi: Là cơ quan sống, hô hấp của hạt

▪ Nội nhũ: Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết định chất lượng của đại

mạch trong sản xuất bia Tinh bột đại mạch có nhiệt độ hồ hóa là 75 – 80o

C Tinh bột đã qua hồ hóa thì khi đường hóa sẽ nhanh và thuận lợi hơn

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007)

Các hợp chất cacbonhydrat chiếm tỷ lệ lớn nhất nhưng tính chất của chúng thì rất khác nhau Các hợp chất quan trọng là: tinh bột, các loại đường, cellulose,

hemicellulose và các chất keo

▪ Tinh bột (C6H10O5)n: là cấu tử quan trọng nhất, hình thành 50 – 63% thành phần của đại mạch Tinh bột tập trung chủ yếu ở nội nhũ và chỉ một phần ít ở phôi Thành phần hạt tinh bột gồm hai thành phần amylose và amylopectin

▪ Cellulose: Có 5 – 6% tập trung ở vỏ trấu và là hợp chất tạo cấu trúc Cellulose không tan trong nước và không bị phá vỡ bởi enzyme của malt đại mạch Do vậy cellulose không ảnh hưởng đến chất lượng bia

▪ Hemicellulose: là thành phần chủ yếu của thành tế bào nội nhũ, bao gồm

β-glucan và pentosane kết hợp tạo nên khung bền vững cho thành tế bào nội nhũ

Trang 14

Hình 4: Công nghệ sản xuất malt đại mạch

Kho chứa

▪ Đường: hàm lượng đường trong đại mạch rất nhỏ 1,8 – 2%, trong đó chủ yếu là đường sucrose và một ít đường glucose và fructose

▪ Các hợp chất chứa Nitơ: hàm lượng nitơ của đại mạch tính theo protein biến

đổi trong khoảng 8 – 16% Các hợp chất chứa nitơ được chia làm hai nhóm chính: protein và các sản phẩm thuỷ phân

▪ Các enzyme: trong malt chứa chủ yếu các enzyme thuộc nhóm thuỷ phân như amylase, protease, phosphatase, lipase

▪ Các hợp chất khác: tuy với hàm lượng nhỏ nhưng polyphenol, tanin và vitamin

có tác động không nhỏ đến chất lượng bia và quá trình sản xuất

2.2.1.4 Công nghệ sản xuất malt

Malt là sản phẩm của quá trình nảy mầm đại mạch Trong quá trình nảy mầm, hệ enzyme thuỷ phân của đại mạch tăng hoạt tính Quy trình sản xuất malt đại mạch được tiến hành theo quy trình (hình 4)

Trang 15

Malt sử dụng tại nhà máy: nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây sử dụng malt vàng

nhập từ Úc để sản xuất bia Malt được chứa trong những bao tải, mỗi bao tải có trọng lượng 50kg

2.2.2 Gạo (thế liệu)

Nhà máy sử dụng thế liệu là gạo với tỷ lệ 30% nhằm mụch đích:

 Hạ giá thành sản phẩm

 Tăng cường độ bền keo

 Hàm lượng protein cao phân tử và tanin trong gạo rất thấp, hạn chế ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

 Sản xuất bia nhẹ hơn và sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt

Bảng 2: Thành phần chính của gạo

Thành phần % chất khô

Carbonhydrate chung 85 – 90 Các hợp chất chứa Nitơ 5 – 8

Trang 16

2.2.3.1 Đặc tính của hoa houblon

Houblon (Humulus lupulus) (hình 5) thuộc họ Gai mèo (canabinaceae), có chiều cao trung bình từ 10 – 15 m Trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn Hoa có dạng hình chùy, dài từ 3 – 4 cm, khi chín có màu vàng đến vàng óng

2.2.3.2 Vai trò của hoa houblon trong sản xuất bia

Tạo cho bia có vị đắng dịu

Tạo cho bia có hương thơm đặc trưngLàm tăng khả năng tạo và giữ bọt

Làm tăng độ bền keo và ổn định sản phẩm

2.2.3.3 Một số thành phần chính của hoa houblon

Bảng 3: Thành phần của houblon khô

Nước: Hoa houblon tươi mới hái chứa khoảng 75% nước Sau khi sấy nhanh ở

50oC, lượng nước còn lại khoảng 11 – 13%

Các hợp chất đắng : Trong hoa houblon các hợp chất đắng (hình 6) có giá trị

nhất và nằm trong các hạt lupulin Chúng tạo ra vị đắng dịu rất đặc trưng

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)

Trang 17

Hình 6: Các hợp chất đắng trong hoa houblon

(Nguồn: Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2005)

α - acid đắng (humulon): Là hợp chất chủ yếu tạo vị đắng cho bia, có vị đắng

mạnh và có khả năng kháng khuẩn

Giai đoạn đun sôi dịch đường với hoa houblon, các hợp chất humulon (hình 3.12a) không hòa tan trực tiếp và mà chúng phải trải qua một giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hóa Các đồng phân, cis-isohumulon (hình 7b) và trans-isohumulon (hình 7c), hòa tan và bị thuỷ phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn rất nhiều so với các hợp chất nguyên thủy

Hình 7: Sự đồng phân hoá humulon

β - acid đắng (lupulon): là dạng hợp chất tinh thể, màu trắng, nóng chảy ở nhiệt

độ 92oC Khi đun sôi với dịch đường, lupulon cũng bị đồng phân hóa sau đó mới

bị phân cắt nhưng với tốc độ rất chậm Nếu bị oxy hóa, β - acid đắng chuyển

thành hulupon (hình 8) Phản ứng kéo dài, hulupon sẽ polyme hóa và trở thành

nhựa mềm và sau đó là nhựa cứng (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2005) Nhựa mềm là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình polyme hoá Giai đoạn này thì độ đắng và khả năng kháng sinh chỉ còn một phần Tuy nhiên khả năng hoà tan cao nên độ đắng tạo ra trong dịch đường lớn Nhựa đắng là sản phẩm cuối cùng của quá

Chất đắng (tan trong ete dietyl)

Nhựa mềm (5 - 6%)

β - acid đắng (3 - 4%)

α - acid đắng

(6 - 9%)

Nhựa cứng (1 - 2%)

Trang 18

trình polyme hoá Nhựa đắng không còn khả năng hoà tan vào dịch đường và bị thải theo cặn lắng

Hình 8: Sự oxy hoá lupulon thành hulupon

Tinh dầu thơm: Hoa houblon có chứa 0,5 – 1,5% tinh dầu thơm, với những loại

hoa houblon thơm có thể lên đến 3 – 4% Các tinh dầu thơm được tạo thành trong các đài lupulin Tinh dầu thơm tạo ra cho bia mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng

và dễ chịu Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon, có đến 98% lượng tinh dầu thơm bay theo hơi nước, chỉ còn lại khoảng 2% trong bia

Polyphenol: Giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dùng để

kết lắng và loại bỏ các hợp chất protide cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo cho bia thành phẩm

Trang 19

Houblon viên là chế phẩm giàu lupulin trong đó có chứa toàn bộ tinh dầu Vai trò quan trọng của houblon viên là cung cấp tinh dầu thơm cho bia, tạo cho bia có mùi thơm đặc trưng

2.2.4 Nước

Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất, chiếm từ 80 - 90% trọng lượng bia thành phẩm Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình sản xuất bia và đặc biệt là chất lượng bia thành phẩm

(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv, 2007)

Nước sử dụng trong nhà máy bia

Nước nấu bia: Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình hồ hoá, đường hoá Các bicacbonat và cacbonat trong nước sẽ hoà tan những chất đắng trong vỏ malt tạo vị đắng khó chịu cho dịch đường và bia Đặc biệt Na2CO3

và NaHCO3 hoà tan các chất chát của malt gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia

Nước dùng để rửa men và thiết bị: Nuớc dùng để rửa men và thiết bị đòi hỏi phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và vi sinh vật Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3và các nitrit

Trang 20

2.2.5 Nấm men

2.2.5.1 Nấm men sử dụng trong sản xuất bia

Hình 10: Tế bào nấm men

( Nguồn: www.sinhhocvietnam.com )

Nấm men trong công nghệ sản xuất biat thường là chủng thuộc giống

Saccharomyces, gồm có nấm men chìm và nấm men nổi :

Nấm men chìm: hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi Hình dạng chủ yếu là hình cầu

Nấm men nổi: tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi tế bào nấm men Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan với kích thước 7 – 10 µm

Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men các loại đường trisacarit, ví dụ như raffinose Nấm men chìm có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinose trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường raffinose Chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên men và khả năng hình tành bào tử

 Sự khác nhau về công nghệ lên men:

Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong vào cuối quá trình lên men chính, trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính

Ngoài ra nhiệt độ lên men của mỗi chủng cũng khác nhau: nấm men chìm có thể lên men ở 4 – 12oC, nấm men nổi là 14 – 25oC

Trang 21

2.2.5.2 Phương pháp lên men và nấm men sử dụng tại nhà máy

Nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây sử dụng phương pháp lên men chìm Quá trình lên men được tiến hành trong tank lên men có thể tích là 45000 lít đối với tank nhỏ và 90000 đối với tank lớn, lượng nước nha của một lô gồm 2 mẻ đối với tank nhỏ và 4 mẻ đối với tank lớn nấu dịch đường Nấm men được cho vào ngay sau khi mẻ nước nha đầu tiên được bơm vào tank với mật số 20 – 30 x 106 tế bào/ml Quá trình lên men chính được thực hiện ở nhiệt độ thấp từ 7 – 9oC, toàn bộ quá

trình lên men xảy ra trong 21 ngày Nấm men Saccharomyces carlsbergensis

được sử dụng trong quá trình lên men chìm Lên men chìm có đặc trưng là nấm men hoạt động ở những lớp dưới của dịch đường, sau khi lên men xong thì lắng xuống đáy, cần khống chế ở nhiệt độ thấp

2.2.5.3 Những biến đổi sinh hoá trong quá trình lên men

a Quá trình hình thành rượu và CO 2

Các loại đường có thể lên men được trong dịch chiết malt là maltose, maltotriose

và một ít đường glucose, sucrose, fructose Trong quá trình lên men nấm men thông qua con đường trao đổi chất và năng lượng để chuyển các glucid phân tử thấp thành rượu ethylic, CO2 theo sơ đồ phản ứng:

C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 + Q

Độ lên men là mức độ chuyển các đường thành ethylic và CO2 phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là thành phần các chất hoà tan trong dịch đường và điều kiện tiến hành lên men

b Quá trình tạo thành các sản phẩm phụ

- Các rượu bậc cao

Trong bia có các rượu bậc cao như propylic, isopropylic, butylic, isobutylic, amylic, isoamylic,… Hàm lượng các rượu này dao động trong khoảng 50 – 60 mg/l Khi lên men ở điều kiện nhiệt độ cao thì hàm lượng này tăng lên Mỗi loại rượu bậc cao đều gây cho bia có một mùi vị khác nhau và hầu như đều gây vị khó chịu cho bia Phần lớn các rượu được tạo thành trong giai đoạn lên men chính, lúc đầu mạnh và về sau yếu dần Trong giai đoạn lên men phụ hàm lượng này tăng không đáng kể

Quá trình hình thành rượu bậc cao:

R-CHCN2-COOH + H2O  R-CH2OH + CO2 + NH3

Trang 22

Sự tạo thành các ester

Các ester được tạo thành do quá trình ester hoá các acid bay hơi và không bay hơi với những loại rượu khác nhau Các ester đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành mùi vị của bia Phần lớn các ester hình thành trong giai đoạn lên men chính

Sự tạo thành aldehyde và các dẫn xuất

Các aldehyde không có ảnh hưởng nhiều, nhưng dẫn xuất của nó gây cho bia có mùi vị không tốt như diacetyl và acetoin

Diacetyl có vị bơ gây cho bia có hương vị xấu Hàm lượng cho phép trong bia tại nhà máy là 0,1 mg/l Trong quá trình lên men, diacetyl tăng và sẽ giảm dần vào cuối quá trình lên men chính Sự khử diacetyl phụ thuộc vào số lượng tế bào nấm

men, nhiệt độ và pH

Các hợp chất lưu huỳnh

Nấm men sản sinh ra các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ từ các hợp chất sulfat, sulfit

và các hợp chất nitơ có chứa lưu huỳnh trong dịch đường Những sản phẩm này cho bia có vị xấu và được coi như là những chất chủ yếu gây ra vị chưa chín của bia khi lên men

c Sự tạo thành bọt

Sự tạo thành bọt là một trong những đặc tính cảm quan quan trọng của bia thành phẩm Giai đoạn đầu của quá trình lên men vì nhiệt độ còn thấp nên CO2 được tạo thành sẽ hoà tan vào dung dịch và không bị tách ra Nhưng khi nồng độ CO2trong nước cao và nhiệt độ đang tăng lên đã bảo hoà CO2 thì khối lượng CO2 dư

sẽ tách ra dưới dạng bọt nhỏ li ti

d Một số biến đổi khác

Màu sắc giảm trong khi lên men do sự giảm pH và sự hấp thụ các hợp chất melanoidin của nấm men

Giảm các hợp chất polyphenol, iso-α-acid

pH của dịch lên men thay đổi do sự hình thành các acid hữu cơ được nấm men tiết ra và khả năng đệm của môi trường

2.2.6 Phụ gia

Trong sản xuất hiện nay thì phụ gia thêm vào sản phẩm yếu tố không thể thiếu, quyết định đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, giá thành sản phẩm Mỗi chất

Trang 23

phụ gia được cho vào điều mang một đặc tính kỹ thuật nhất định Tại nhà máy nguời ta thường sử dụng các chất phụ gia sau:

- H2SO4: Sử dụng 22ml acid sulfuric cho vào nồi gạo Giảm pH của dịch cháo xuống pH thích hợp cho hệ enzyme amylase hoạt động

- CaCl2: Cho1200g canxi clorua vào mồi malt ngay sau khi xuống bột malt nhằm bảo vệ enzyme khỏi tác dụng của nhiệt độ và điều chỉnh pH khối cháo trong giai đoạn 65oC xuống 5,6 thích hợp cho β–amylase hoạt động

- Ultraflo Max: giúp hệ enzyme amylase bền nhiệt hơn để quá trình đường hóa tốt hơn

- Acid ascorbic: được cho vào sau khi lọc trong bia, nó có tác dụng chống oxy hóa, tăng độ bền keo cho bia

- Acid lactic: điều chỉnh pH để enzyme hoạt động tốt hơn và khử độ cứng cacbonat của nước

Nồi malt: để điều chỉnh pH thích hợp cho hoạt động của enzyme

Nồi đun sôi: để điều chỉnh pH dịch nha đạt giá trị mong muốn

- Caramel: tăng cường độ màu cho bia để dịch đường đạt độ màu mong muốn được cho vào khi đun sôi với hoa huoblon

- Malturex – L : là enzyme giúp rút ngắn quá trình lên men được cho vào khi lên men phụvà hạn chế quá trình hình thành dieacty gây nhức đầu

- PVPP (Bột trợ lọc): dùng để hấp thụ polyphenol tăng cường độ trong cho bia

- Vicant: phụ gia để bảo quản bia tránh bị oxy hóa

Trang 24

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THẢO LUẬN 3.1 Phương tiện

3.1.1 Địa điểm thực hiện

Quá trình tìm hiểu và thu thập số liệu được thực hiện tại Công ty cổ phần bia Sài Gòn – Miền Tây, tại Khu Công nghiệp Trà Nóc, phường Trà Nóc, Quận Bình Thủy, Thành phố Cần Thơ

3.1.2 Vật liệu và thiết bị sử dụng

Bao gồm các dụng cụ và thiết bị của nhà máy

3.1.1 Thời gian thực hiện

Thời gian thực hiện đề tài khảo sát từ ngày 19/08/2013 đến ngày 26/10/2013

3.2 Phương pháp thảo luận

Theo mục tiêu nghiên cứu đã đề ra tôi tiến hành tìm hiểu và thu thập số liệu tại nhà máy ở các vấn đề sau: quy trình công nghệ sản xuất bia và các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng diacetyl trong quá trình lên men phụ

Tất cả các số liệu được thu thập bằng phỏng vấn tổ trưởng của từng khâu và các nhân viên vận hành máy, lấy các số liệu của từng lô theo từng ngày

Trang 25

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Quy trình tổng quát công nghệ sản xuất bia

Các công đoạn được tiến hành như hình 11:

Hình 11: Sơ đồ quy trình sản xuất bia Sài Gòn đóng chai

Công đoạn nấu nước nha

Công đoạn lên men

Công đoạn hoàn thiện sản phẩm

Trang 26

Bã

Xử lý Gạo

Lắng trong

Làm lạnh nhanh Houblon hóa

4.1.1 Công đoạn nấu nước nha

4.1.1.1 Sơ đồ quy trình nấu nước nha

Được tiến hành như hình 12:

Hình 12: Sơ đồ quy trình nấu nước nha

Trang 27

4.1.1.2 Nguyên liệu nấu nước nha

Nguyên liệu chính (malt và gạo) được xe tải vận chuyển về công ty, sau khi nhân viên kiểm tra nếu đạt yêu cầu của công ty sẽ cho nhập kho Nguyên liệu sẽ qua

hệ thống cân định lượng để nhập vào các silo chứa

Malt và gạo sẽ được nhập lên silo chứa nhờ hệ thống gàu tải gồm 2 silo chứa malt mỗi silo có dung tích tối đa là 250 tấn và 3 silo chứa gạo mỗi silo có dung tích tối đa là 40 tấn

Nguyên liệu trong quá trình sản xuất có thể bị lẫn tạp chất như rễ còn sót trong malt, rác, đất, đá, sạn,…Vì thế cần phải trải qua quá trình làm sạch nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến

4.1.1.3 Nghiền nguyên liệu

a Mục đích

Nghiền nhỏ nguyên liệu nhằm mục đích khi đường hoá thu được nhiều chất hoà tan nhất có lợi cho sản xuất dịch đường Tuy nhiên, yêu cầu của công đoạn nghiền là thu được những chất hoà tan có lợi và hạn chế tối đa các hợp chất không mong muốn hoà tan vào dịch đường làm giảm chất lượng dịch đường

b Nghiền nguyên liệu

Quy trình nghiền malt và gao được tiến hành theo hình 13

Hình 13: Quy trình nghiền của nhà máy bia Sài Gòn – Miền Tây

Nguyên liệu được xuất ra từ đáy silo và được xích tải chuyển đến sàng tách tạp chất Sàng tách tạp chất có vai trò loại bỏ các tạp chất lớn còn lẫn trong malt và

Trang 28

gạo như rơm rạ, dây… Sau đó, nguyên liệu được chuyển đến máy tách đá, máy

áp dụng nguyên tắc chênh lệch tỷ trọng để tách đá sỏi Trong máy tách đá còn có nam châm để loại bỏ kim loại Sau khi sàng sạch tạp chất, nguyên liệu được đưa đến cân tự động Nguyên liệu đã cân được đưa đến máy nghiền và tiến hành nghiền Bột được trữ lại trong silo chứa bột

c Phương pháp nghiền nguyên liệu

Nghiền nguyên liệu có rất nhiều phương pháp được sử dụng như: Nghiền khô, nghiền ướt, nghiền ẩm, nghiền búa

- Năng suất nghiền lớn

- Dễ dàng khống chế kích thước hạt bột phù hợp

- Vệ sinh dễ dàng

- Bột được nghiền mịn làm tăng khả năng hoà tan của tanin và tạo β – glucan cản trở quá trình lọc

- Nguyên liệu trước khi đưa vào nghiền phải đảm bảo sạch các tạp chất như đá, sỏi, các mảnh kim loại…

Nghiền khô

- Sau khi nghiền, bột malt và bột gạo có thể được bảo quản trong các silo chứa bột trước khi được đưa vào nồi nấu

- Nghiền tốt các malt có độ nhuyễn kém

- Dễ vệ sinh

- Không giữ được nguyên vỏ, làm tăng hàm lượng tanin trong vỏ malt hoà tan vào dịch đường

- Khi nghiền bụi bay ra nhiều

- Dung tích chứa trong thùng lọc nhỏ

Nghiền ướt

- Vỏ trấu được bảo toàn và phần nội nhủ được nghiền đủ

- Thể tích của hạt bột và độ xốp của bã khi lọc dịch tăng, vì thế thời gian lọc dịch đường rút ngắn

và hiệu suất chiết dạt được cao

- Không khí xâm nhập vào dịch hèm, tạo cơ hội cho những phản ứng oxy hóa không mong muốn xảy ra

- Chi phí thiết bị tốn kém

Nhà máy sử dụng phương pháp nghiền khô đối với gạo và nghiền ướt đối với

malt

Bảng 5: So sánh các phương pháp nghiền

Trang 29

d Mức độ nghiền nguyên liệu

Độ mịn của bột nghiền có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi và chất lượng dịch đường Bột nghiền được nhà máy kiểm tra thường xuyên bằng cách lấy khoảng 150 – 200 g mẫu và dùng các rây phân loại tiêu chuẩn để đánh giá mức

độ nghiền

4.1.1.4 Quá trình hồ hóa

Hồ hóa là khả năng trương nở của tinh bột trong nước khi tăng nhiệt độ tạo thành dung dịch keo Vì vậy, tạo cấu trúc lỏng lẻo để các enzyme amylase dễ dàng tác

dụng nhằm giúp cho quá trình đường hóa dễ dàng hơn

Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo: (61 – 82)o

C

 Bổ sung malt lót:

Nhằm bổ sung hệ enzyme amylase trong malt để giúp quá trình thủy phân tinh bột một phần, làm giảm độ nhớt của khối cháo

Malt lót lần 1 cũng ngăn ngừa hiện tượng cháy khét đáy nồi nhờ lớp vỏ malt

 Xuống gạo: gạo được hoà từ từ vào nước 30oC theo phương tiếp tuyến để ngăn ngừa hiện tượng vón cục khi vào nồi gạo

- Giai đoạn 72oC lần 1:

Nâng lên 72oC: amylose hòa tan mạnh, hoạt động của enzyme tăng lên (chủ yếu

là hệ amylase) Làm cho tinh bột của tấm bị thủy phân một phần; còn amylopeptin thì hấp thụ nhiều nước tạo nên sự trương phòng của tinh bột

Giữ 72o

C, thời gian 15 – 25 phút: là nhiệt độ tối thích cho enzyme α-amylase

hoạt động Enzyme này thủy phân tinh bột thành các maltoza, glucoza,

maltotrioza và các dextrin phân tử thấp

Giai đoạn này gọi là dịch hóa một phần tinh bột và làm giảm độ nhớt của tinh bột dưới tác dụng của enzyme α-maylase

- Giai đoạn 83oC chỉ giữ 2 – 6 phút: giai đoạn này enzyme α-amylase hầu như đã

bị vô hoạt Nhằm tăng khả năng hồ hóa tinh bột (dịch hóa) bởi tinh bột gạo hồ hóa ở nhiệt độ (70 – 85)oC, giai đoạn này cũng làm tăng độ nhớt của khối cháo

- Giai đoạn 72oC lần 2 giữ 15 – 30 phút: Enzyme α-amylase thủy phân tinh bột

thành các maltoza, glucoza, maltotrioza và các dextrin phân tử thấp Đồng thời

làm giảm độ nhớt của khối cháo, tiếp tục dịch hóa tinh bột lần 2 và giúp cho quá

trình đun sôi dễ dàng hơn

Định dạng
Số trang	58
Dung lượng	1,13 MB