Xác định mối nguy vi sinh vật gây nhiễm trong sản xuất bia

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ TUYẾT NHUNG XÁC ĐỊNH MỐI NGUY VI SINH VẬT GÂY NHIỄM TRONG SẢN XUẤT BIA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KỸ THUẬT: PSG.TS QUẢN LÊ HÀ Hà Nội – Năm 2015 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1 Thực trạng ngành bia 13 1.2 Chất lƣợng bia vi sinh vật ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia 15 1.3 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất bia nguy gây nhiễm 16 1.3.1 Sơ đồ qui trình công nghệ xản suất bia 16 1.3.2 Nguy gây nhiễm 27 1.4 Các nhóm vi sinh vật gây nhiễm thƣờng gặp 28 1.4.1 Vi khuẩn 28 1.4.2 Nấm men dại 33 1.4.3 Nấm mốc 35 1.5 Giải pháp khắc phục 35 CHƢƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1 Vật liệu 38 2.2 Các phƣơng pháp phân tích mẫu 38 2.2.1 Phân tích tiêu vi sinh vật nƣớc 39 2.2.2 Phân tích tiêu vi sinh vật mẫu hèm, bia lên men bia 41 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45 3.1 Kiểm tra vi sinh vật mẫu bia bia pet 45 3.1.1 Kết phân tích vi sinh vật mẫu nƣớc 45 3.1.2 Kết phân tích vi sinh vật mẫu dịch hèm 47 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học 3.1 Kết phân tích vi sinh vật mẫu nấm men 48 3.1.4 Bia sau lọc 48 3.1.5 Bia sau chiết keg chai pet 49 3.2 Đánh giá kết vi sinh 52 3.2.1 Tổng kết kết phân tích vi sinh vật mẫu nƣớc 52 3.2.2 Kết phân tích vi sinh vật mẫu hèm 54 3.2.3 Phân tích vi sinh vật thùng chứa men 55 3.2.4 Phân tích vi sinh vật bia sau lọc 56 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN 62 4.1 Kết luận 62 4.2 Kiến nghị 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 PHỤ LỤC 658 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận ủng hộ, giúp đỡ tận tình thầy cô giáo, gia đình bạn bè Trước hết, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Quản Lê Hà - Viện Công Nghệ Sinh Học & Thực Phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình bảo suốt trình hoàn thành luận văn này, Tôi xin chân thành cảm ơn tới cô giáo thuộc môn Công nghệ Sinh học nhiều thầy, cô giáo khác – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giảng dạy suốt trình học tập Đồng thời xin chân thành cảm ơn gia đình bạn học viên, sinh viên làm việc phòng thí nghiệm thuộc Viện Công nghệ Sinh học & Thực Phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện, quan tâm, góp ý cho trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Tuyết Nhung Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Thị Tuyết Nhung xin cam đoan nôi dung luận văn với đề tài “Xác định mối nguy vi sinh vật gây nhiễm sản xuất bia.” trình nghiên cứu làm việc sáng tạo thực hướng dẫn PGS.TS Quản Lê Hà – Bộ môn Công nghệ Sinh học Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với cam đoan Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2015 Tác giả luận văn ký tên Nguyễn Thị Tuyết Nhung Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Tên đầy đủ Ký hiệu CIP Clean In Place HGB High Gravity Brewing KL Khuẩn lạc Lac Vi khuẩn lactic PCA Plate Count Agar RO Reverse Osmosis T Taylor`s Cu medium UBA Universal Beer Agar UBA + A Universal Beer Agar + Actidion stock solution Universal Beer Agar + Brom Cresol Green, 10 UBA+ABP 11 VK Vi khuẩn 12 WY Wild yeast- Men dại Nguyễn Thị Tuyết Nhung Actidion + 2-Phenyl ethanol Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng biểu STT 10 11 12 13 Bảng 1.1: Thành phần hóa học hạt malt Bảng 1.2: Sự thay đổi nồng độ dịch đường pH trình lên men Bảng 1.3: Vi sinh vật có 1m không khí vào mùa khác Bảng 3.1: Các mẫu phân tích vi sinh vật Bảng 3.2 :Kết phẩn tích tiêu vi sinh vật mẫu nước sinh hoạt nước sản xuất Bảng 3.3: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu nước rửa dụng cụ, thiết bị, đường ống bia bia pet Bảng 3.4: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu hèm Bảng 3.5: Kết phân tích vi sinh vật nấm men thùng chứa men Bảng 3.6: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu bia sau lọc Bảng 3.7 : Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu bia Bảng 3.8 : kết kiểm tra độ đục bia chai pet lưu sau 45 ngày chiết Bảng 3.9 : kết phân tích vi sinh vật mẫu nước sản xuất sinh hoạt Bảng 3.10: Kết phân tích vi sinh mẫu nước rửa cuối đường ống trước truyền hèm Trang 19 26 28 66 68 68 69 70 70 71 51 72 73 14 Bảng 3.11: Kết phân tích vi sinh mẻ hèm bia bia pet 74 15 Bảng 3.12: Kết phân tích vi sinh vật thùng chứa men 76 16 Bảng 3.13: Kết phân tích vi sinh vật mẫu bia sau lọc Nguyễn Thị Tuyết Nhung 76 Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 17 Công nghệ Sinh học Bảng 3.14: Kết phân tích vi sinh vật mẫu bia pet thùng trữ bia sau lọc 78 18 Bảng 15 : Kết phân tích vi sinh bia chai pet thành phẩn 78 19 Bảng 1.16: Bia chai pet nhiễm tiêu vi sinh vật 58 20 Bảng 3.17 : Kiểm đục hàng ngày 81 21 Bảng 3.18 :Tỷ lệ % chai pet lưu bị vẩn 82 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ STT Tên bảng biểu Biểu đồ 3.1 : Mức độ nhiễm colifom vi khuẩn hiếu khí Trang 52 mẫu nước Biểu đồ 3.2a : Mức độ nhiễm vi sinh nước rửa trước truyền 53 hèm bia Biểu đồ 3.2b: Mức độ nhiễm vi sinh nước rửa trước truyền 53 hèm bia pet Biếu đồ 3.3a : Mức độ nhiễm vi sinh vật mẻ hèm bia 54 Biếu đồ 3.3b : Mức độ nhiễm vi sinh vật mẻ hèm bia pet 54 Biểu đồ 3.4 : Tỷ lệ phần trăm số mẫu hèm đạt tiêu chuẩn vi sinh vật 55 Biểu đồ 3.5a: Tỷ lệ phần trăm mẫu nấm men đạt tiêu chuẩn vi sinh 56 tiêu Biểu đồ 3.5b: Tỷ lệ phần trăm số mẫu nấm men đạt tiêu chuẩn vi 56 sinh Biểu đồ 3.6 a: Tỷ lệ phần trăm mẫu bia đạt yêu cầu 56 tiêu phân tích 10 Biểu đồ 3.6 b: Tỷ lệ phần trăm mẫu bia pet đạt yêu cầu 57 tiêu phân tích 11 Biểu đồ 3.7: Tỷ lệ loại vi sinh vật nhiễm Bia chai pet 59 12 Biểu đồ 3.8 : Chai pet đạt tiêu chuẩn vi sinh 58 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học 13 Biểu đồ 3.9 : Tỷ lệ phần trăm nước rửa đạt tiêu chuẩn vi sinh vật 59 14 Biểu đồ 3.10 : Tỷ lệ phần trăm mẫu bia sau lọc bia thành phẩm 59 đạt tiêu chuẩn vi sinh vật 15 Biểu đồ 3.11 : Tỷ lệ phần trăm chai pet lưu bị vẩn 60 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình vẽ STT Trang Hình 1.1 Tiêu thụ bia nước Châu Á (triệu lít) 14 Hình 1.2 Sản lượng bia Việt Nam (trăm triệu lít) 14 Hình 1.3: Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất bia 17 Hình 1.4: Vi khuẩn Lactobacillus 29 Hình 1.5: Vi khuẩn Pediococcus 30 Hình 1.6: Vi khuẩn Cetobacter 30 Hình 1.7: Vi khuẩn Gluconobacter 31 Hình 1.8: Vi khuẩn Zymomonas 32 Hình 1.9.a: Vi khuẩn wort bacteria 32 10 Hình 1.9.b: Vị trí khuẩn lạc phản ứng với H202 32 11 Hình 1.10: Tế bào E.coli 32 12 Hình 1.11a: Saccharomyces wild yeast: 34 13 Hình 1.11b: Bào tử nấm men dại 34 14 Hình 1.12a: Saccharomyces cerevisiae lên men chìm 34 15 Hình 1.12b: Saccharomyces cerevisiae lên men bề mặt 34 16 Hình 1.12c: bào tử nấm men bia 34 17 Hình 1.13: ành Brettanomyces nhìn kính hiển vi điện tử 34 18 Hình 1.14a: ảnh Candida 35 19 Hình 1.14b ảnh Pichina 35 20 Hình 1.14c: ảnh Hansenula 35 21 Hình 3.1: Kết phân tích vi sinh mẫu nước HGB 45 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Hình 3.2: Kết phân tích vi sinh nước rửa đường truyền hèm mẻ 46 23 nấu số 201 26 Hình 3.4:Kết phân tích vi sinh mẫu hèm mẻ nấu 201.3 47 29 Hình 3.5.:Kết phân tích vi sinh mẫu hèm mẻ nấu 201.4 47 31 Hình 3.6: Kết phân tích vi sinh mẫu bia sau lọc 49 37 Hình 3.7: Kết phân tích vi sinh mẫu bia keg 50 39 Hình 3.8 : Kết phân tích vi sinh bia chai pet số - 7:47 51 41 Hình 3.9 : Kết phân tích vi sinh mẫu bia chai pet 3-13:29 51 43 Hình 3.10 : Kết phân tích vi sinh bia chai pet số 2-10 :10 51 Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page 10 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Bảng 3.2 :Kết phẩn tích tiêu vi sinh vật mẫu nước sinh hoạt nước sản xuất Số Mẫu phân tích mẫu Môi trƣờng Môi trƣờng PCA 7- Agar Số KL/1ml Số KL/1ml mẫu mẫu phân tích phân tích Nước sinh hoạt phân xưởng men 0 Nước sinh hoạt phân xưởng chiết keg 0 Nước sinh hoạt phân xưởng chiết pet 0 Nước sinh hoạt phòng KCS 0 Nước giếng 0 Nước HGB 30 Nước nóng 0 Nước jetting Nước ozon 10 Nước lạnh 0 11 Nước RO 0 < 200 Tiêu chuẩn cho phép Bảng 3.3: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu nước rửa dụng cụ, thiết bị, đường ống bia bia pet BIA HƠI Môi trƣờng UBA Số mẫu Mẫu phân tích Số khuẩn lạc/1ml mẫu phân tích Đường truyền hèm mẻ nấu 201 Thùng chứa men tái sử dụng Thùng lên men Tthùng chứa tươi sau lọc Nguyễn Thị Tuyết Nhung 220 Page 68 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Nước rửa keg BIA PET Đường truyền hèm mẻ nấu 200 Thùng nhân giống Thùng lên men Thùng chứa bia tươi sau lọc Môi trƣờng PCA Nước rửa chai pet số: Số khuẩn lạc/1ml mẫu phân tích 10 10 Tiêu chuẩn cho phép < 200 Bảng 3.4: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu hèm Hèm bia Môi trƣờng UBA Mẫu Số mẻ nấu Mẫu phân tích số Số khuẩn lạc/1ml mẫu phân tích Hèm đường ống trước 201.1 sục khí 201.2 Hèm đường ống sau sục 201.3 300 khí 201.4 170 192.1 Hèm bia pet Hèm nhân giống thùng Carlsberg Nguyễn Thị Tuyết Nhung Page 69 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Hèm nhân giống thùng T1 198.1 Hèm đường ống trước 200.1 sục khí 200.2 Hèm đường ống sau sục 200.3 khí 200.4 Ngưỡng tiêu chuẩn < 200 Bảng 3.5: Kết phân tích vi sinh vật nấm men thùng chứa men BIA HƠI Tên mẫu Mẫu số Nấm men bia tái sử dụng Bia lên men Môi trường Môi trường UBA+A Taylor Số khuẩn lạc/ml Môi trường ABP Số khuẩn lạc/ml Số khuẩn lạc/ml mẫu phân tích mẫu phân tích mẫu phân tích 0 0 0 0 0 0 < 200 0 BIA PET Men giống Bia lên men Ngưỡng tiêu chuẩn Bảng 3.6: Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu bia sau lọc Số khuẩn lạc/1 ml mẫu phân tích Mẫu số Tên mẫu Bia sau Nguyễn Thị Tuyết Nhung Môi trƣờng Môi trƣờng UBA Taylor 10 40 Môi trƣờng ABP Page 70 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học lọc Bia pet sau lọc Tiêu chuẩn 10 0 < 200 0 Bảng 3.7 : Kết phân tích tiêu vi sinh vật mẫu bia keg chai pet thành phầm BIA HƠI Số khuẩn lạc /1ml mẫu phân tích Keg Tên mẫu Môi trường Môi trường Môi trường UBA Taylor ABP 50 10 < 200 0 Bia chứa keg TP Ngưỡng tiêu chuẩn BIA CHAI PET Số khuẩn lạc /1ml mẫu phân tích Chai Giờ lấy mẫu Môi trƣờng A Môi Môi Môi Môi trƣờng trƣờng trƣờng trƣờng UBA Taylor ABP Coli 07:47 10 0 10 :10 60 10 0 30 13 :29 90 50 0 15 :05 0 0 17 :24 480 520 30 40 19 :27 20 40 20 0 Ngưỡng tiêu chuẩn Nguyễn Thị Tuyết Nhung < 200 Page 71 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Bảng 3.9 : kết phân tích vi sinh vật mẫu nước sản xuất sinh hoạt Ngày lấy mẫu phân tích Ngày 6-6 Mẫu số Ngày 18-6 Ngày 22-7 Môi trƣờng Mẫu phân tích Ngày -7 7Agar PCA 7Agar PCA 7-Agar PCA 7Agar PCA Số khuẩn lạc/1ml mẫu phân tích Nc Giếng 0 0 0 0 RO 0 20 0 20 HGB 10 0 30 0 Nước nóng 0 0 0 0 Nc Nấu 10 50 0 0 Nước lạnh 0 0 0 60 0 0 0 0 Nước SH men Nước SH keg 0 0 0 0 Nước SH pet 10 40 0 0 0 10 0 0 Nước SH 10 KCS < Tiêu chuẩn Nguyễn Thị Tuyết Nhung < 200 < 200 200 < 200 Page 72 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Công nghệ Sinh học Bảng 3.10: Kết phân tích vi sinh mẫu nước rửa cuối đường ống trước truyền hèm BIA HƠI Môi trƣờng Mẫu số Số đƣờng truyền hèm UBA Số khuẩn Môi trƣờng Mẫu Số đƣờng số truyền hèm lạc/1ml mẫu phân tích UBA Số khuẩn lạc/1ml mẫu phân tích 177 14 196 10 178 15 197 179 16 199 181 17 201 220 182 18 202 184 19 203 20 185 20 206 189 21 207 190 22 208 10 191 23 209 10 11 193 430 24 212 12 194 25 213 13 195 BIA PET 180 204 183 205 192 500 210 198 211 10 200 Ngưỡng tiêu chuẩn Nguyễn Thị Tuyết Nhung