enzyme trong sản suất bia

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CNSH & KTMT TIỂU LUẬN ENZYME TRONG SẢN SUẤT BIA Mục Lục Mở đầu Bia đồ uống lâu đời giới, lịch sử bia có niên đại đến 6000 năm TCN Ngày nay, ngành công nghiệp sản xuất bia kinh doanh tồn cầu, bao gồm số cơng ty đa quốc gia chiếm ưu thị trường hàng ngàn nhà sản xuất nhỏ từ sở nhỏ tới sở lớn vùng Hơn 133 tỉ lít (35 tỉ gallon) bán năm - doanh thu toàn cầu 294,5 tỉ USD (147,7 tỉ bảng Anh) năm 2006.Ở Việt Nam, bia xuất chưa lâu (chỉ Khoảng 100 năm), nghành công nghiệp sản xuất bia nhiều tiềm phát triển Bia loại đồ uống chứa cồn sản suất q trình lên men đường lơ lửng mơi trường lỏng khơng chưng cất sau lên men Thành phần bia nước, lúa mạch mạch nha hóa, hoa bia men bia Các thành phần khác, chẳng hạn chất tạo mùi vị hay nguồn tạo đường khác thêm vào phụ trợ Các phụ trợ phổ biến ngô lúa gạo sản xuât bia, giai đoạn lên men đóng vai trò quan trọng có tham gia loại enzyme thủy phân Ngày nay, loại enzyme khơng có nội lúa mạch mà bổ sung từ bên nhằm nâng cao suất chất lượng bia Để hiểu rõ chức enzyme nhóm chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Enzyme sản xuất bia” Giới thiệu Sản xuất bia trình cũ truyền thống mà sử dụng loạt nguyên liệu, nhiều kỷ, nhiều trình sản xuất bia phát triển, chúng cho thấy tính linh hoạt trình độ tay nghề người nấu bia thời xưa Đến phong cách sản xuất bia quan trọng “lager”-loại bia màu vàng , đặc trưng việc sử dụng nước tinh khiết, trình lên men nhiệt độ thấp, thời gian dài giai đoạn trưởng thành Ngay phong cách bia tương đối trẻ này, nhiều thay đổi phát triển Mẫu số phổ biến sản xuất bia bia phận tinh bột ngũ cốc biến đổi thành cồn Trong giai đoạn đầu enzyme thủy phân tinh bột thành đường lên men Ở giai đoạn trình thứ hai, đường chuyển thành cồn carbon dioxide men rượu (Không phải tất loại bia sử dụng nấm men để lên men, ví dụ như, trường hợp bia gueuze weissen, vi khuẩn có liên quan.) Nguồn enzyme truyền thống sử dụng cho việc chuyển đổi loại ngũ cốc thành bia hạt mạch nha, lúa mạch thành phần quan trọng sản xuất bia Ủ mạch nha phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm đa dạng chất lượng lúa mạch, chế độ lò sấy mạch nha kỹ malter Mức độ thành cơng q trình ủ mạch nha tùy theo phát triển, phân phối, tồn enzyme lúa mạch địa, trường hợp (và trường hợp enzyme malt tiếng không bền nhiệt), chất lượng thay đổi từ mùa đến mùa khác từ vùng đến vùng khác Trong mạch nha lúa mạch loạt enzyme protease, amylase, glucanase, cellulose phát triển mạch nha Các enzyme β-amylase, exo-peptidase, carboxy-peptidase có mặt nội nhũ tinh bột lúa mạch, Hình 1: Sơ đồ trình sản xuất bia grist hopper: phễu lúa mạch wort cooler: hèm rượu mát mash vessel: bồn thủy phân fermenter: lên men yeast: men bia chillers: thiết bị làm lạnh cooked adjuncts: chất phụ trợ nấu chín centrifuge: máy ly tâm lauter tun: thùng chứa filter: lọc spent grains: hạt tận thu lager tank:bể bia wort kettle: hèm rượu ấm bright beer tank: whirlpool tank: bể tạo sóng packaging:bao gói kích hoạt ủ mạch nha Trong lớp aleurone lúa mạch, b - glucanase, endo proteases, enzyme amylase pentosanases hình thành ủ mạch nha Sự hình thành hoạt hóa enzym thúc đẩy tăng nồng độ độ ẩm oxy trình ngâm, sau xử lí lò sấy mạch nha xanh Ở giai đoạn enzyme với thuộc tính riêng có mặt nồng độ riêng Các bước chi tiết q trình sản xuất bia khơng phổ qt tính đa dạng nguyên liệu ban đầu, phong cách sản xuất bia, sở thích kỹ thuật khả Trong chương này, chương trình sản xuất bia đơn giản hóa thơng qua (Hình 1) - Cắt: giảm kích thước mạch nha Thủy phân: thêm nước vào mạch nha; kiểm soát gia tăng nhiệt độ phép enzym phân huỷ protein carbohydrate Sản xuất bia: thủy phân nhiệt độ cao Lọc: hạt tách riêng biệt hầu hết (làm sạch) Làm mát Quá trình lên men: chuyển đổi đường thành cồn carbon dioxide lọc : men bia riêng biệt từ bia tươi Ni chín: giải khơng chất tan, giảm diketones nối đơi Đóng gói: thùng, thùng chứa, chai, lon Thanh trùng: cải thiện ổn định vi sinh Các bước chương trình này, bốn bước bị ảnh hưởng trực tiếp enzyme (thủy phân, q trình lên men, ni chín, đóng gói); gián tiếp, vài bước lọc bị ảnh hưởng mạnh mẽ Các enzyme có tác động số phẩm chất sản phẩm cuối cùng, chẳng hạn bề ngoài, hương vị, kinh tế Bắt đầu từ mạch nha, nồng độ enzyme thay đổi đến mức độ q trình lưu trữ, xay xát, ủ, tức là, trước bước thủy phân Mỗi enzyme thiết lập thuộc tính nội (sự ổn định nhiệt độ, mối liên hệ chất nền, phụ thuộc pH, vv) không thay đổi, biểu hoạt động enzym phụ thuộc vào điều kiện phản ứng (thời gian, nhiệt độ, pH [536], muối [537], enzyme khác, vv), tức là, điều kiện thủy phân Từ sản xuất bia, thủy phân, q trình tối ưu hóa cao [538], có số hậu khơng mong muốn hoạt động enzyme thể thủy phân, ví dụ: - Năng suất chiết xuất thấp Hèm rượu tách lâu - Q trình lên men q chậm Q cồn sản xuất Tốc độ lọc bia giảm Hương vị bia (diacetyl) Bia ổn định Enzym phụ trợ sử dụng để bổ sung enzym nội sinh mạch nha để giải ngăn chặn vấn đề (xem phần 3) Hơn nữa, enzyme sử dụng cải thiện trình sản xuất bia (ví dụ, hóa lỏng chất phụ trợ tốt hơn, rút ngắn thời gian ni chín bia, sản xuất bia từ nguyên liệu rẻ hơn, xem Phần 4) Cuối cùng, cách sử dụng enzyme trở thành khả thi để sản xuất'''' phi truyền thống loại bia (-calo thấp'' light beer'', bia IMO,'' rượu vang''; xem Phần 5) Enzymes việc ủ thủy phân mạch nha Trong trình ủ mạch nha, enzyme di cư từ lớp aleurone vào nội nhũ tinh bột Chất thành tế bào giảm giá trị hemicellulases β - glucanase, phá vỡ chất proteinaceous protease cho phép amylase hoạt động hạt tinh bột Mỗi enzyme mạch nha thiết lập riêng thuộc tính nội Thuộc tính đáng ý phụ thuộc hai hoạt động ổn định loạt thơng số hóa lý [nhiệt độ, chất lượng nước (pH, muối), mạch nha nồng độ chất phụ trợ thành phần, vv] Tính phụ thuộc khác enzyme Hình 2a số cho thấy enzyme ban đầu hoạt động ổn định ( thời gian chu kỳ nửa phân rã ) chức nhiệt độ hai độ pH Hoạt động loại enzyme xác định khả chuyển đổi chất thành sản phẩm (tinh bột maltodextrins, protein oligopeptide), có nghĩa là, hành động enzyme tích hợp khoảng thời gian mà enzyme đồng thời chức enzyme (ví dụ nhiệt) không ổn định Như hệ quả, nơi nhiệt độ thấp để enzyme có hoạt tính cao, nhiệt độ q cao để enzyme sống sót, hiệu ứng tối ưu cho enzyme xảy Nó phụ thuộc vào nhiều thơng số hóa lý, ví dụ, pH, minh họa hình 43b, thời gian (Hình 2c) Rõ ràng, nhiệt độ tối ưu biến có nguồn gốc khơng phải thuộc tính nội loại enzyme Cuối cùng, q trình tổng thể tối ưu mà enzyme vượt qua Trong thủy phân tình hình phức tạp, số phân tử chất hình thành tác động enzyme, cạnh tranh cho enzyme khác, số liệu dựa mô hình đơn giản hóa cao Hình 2: Hoạt động enzyme hàm thông số khác Hình 2d cho thấy mơ hình thành sản phẩm với thời gian enzyme điển hình nhiệt độ khơng đổi, hình 2e đường nhiệt độ thường sử dụng quy trình thủy phân đơi sắc Các đồ thị minh họa điều kiện (ví dụ nhiệt độ) cho enzyme khơng hồn tồn lý tưởng thời gian hỗn hợp, thời gian thủy phân ngắn tối ưu hóa kinh tế enzyme Như minh họa thêm, Hình 2f Hình 2g cho thấy enzyme điển hình, khoảng thời gian dài thủy phân nhiệt độ thấp phù hợp Vì nhiều enzyme đóng vai trò lúc, kết [ví dụ, FAN cao (free alpha amino nitrogen) vs bọt ổn định] thường mâu thuẫn quy mơ phân tử, q trình thủy phân hành động cân thu thập đủ enzyme hoạt động mà không cần fromone phá hủy khác trước mục tiêu hoạt động đạt [539] Các mơ hình mơ hình 2e áp dụng trường hợp đơn giản hóa cao Ngược lại với mô phỏng, thành phần giải pháp thay đổi nhanh chóng thời gian thủy phân thực, enzyme sử dụng sản phẩm hoạt động enzyme khác chất nó, protease phá hủy enzyme, nhiệt độ độ nhớt thay đổi Ngay sử dụng mạch nha điều kiện thủy phân giống hệt nhau, khác biệt tương đối nhỏ chất lượng nước sản xuất bia hai khu vực làm phát sinh khác biệt đáng kể kết thủy phân Mặc dù q trình thủy phân q phức tạp để chuyển thành mơ hình động học, ủ bia đạt kết tuyệt vời thủy phân cách khéo léo cân thích ứng với nhiều thơng số q trình [540] Trong thủy phân, số lượng trước đo hạt truyền với khối lượng riêng nước hòa trộn nhiệt độ xác định trước, thủy phân bước qua loạt gọi nhiệt độ ngưng Đây phương pháp sử dụng để đạt nhiệt độ lần ngưng để phân biệt truyền dịch từ phương pháp sắc thủy phân, đơn giản hóa phần ngưng cho tên theo hiệu ứng định (Bảng 1) Ngừng axit (xem phần 5.1.3.4.2) sử dụng thay sử dụng muối sản xuất bia Ngừng protein sử dụng chủ yếu với số lượng lớn loại mạch nha khơng hồn tồn sửa đổi để sản xuất axit amin (như chất dinh dưỡng cho nấm men) để phá vỡ protein khác (ví dụ, loại gây đục lạnh) mà không phá hủy protein cung cấp bia với lượng bọt đầu tốt Bảng 1: Những thời gian ngừng phản ứng Nhiệt độ 30-40 oC 40-50 oC 60-66 oC 68-70 oC Enzyme Phytase Protease β-amylase Α-amylase Thời gian ngừng Ngừng acid Ngừng protein Ngừng chuyển hóa Ngừng chuyển hóa Kéo dài 10-30 phút 20-40 phút 40-70 phút 20-40 phút Trong số trường hợp mang tính kinh tế hay kỹ thuật khả thi sử dụng enzyme ngoại sinh hoạt động hỗ trợ enzyme malt nội sinh,…, để sản xuất bia đặc biệt, để đối phó với ảnh hưởng biến tính malt nghèo Một cân thiết lập thông số thời gian nhiệt độ mặt, ảnh hưởng kết hợp hai enzyme nội sinh ngoại sinh mặt khác Sự kêt hợp enzyme khác có kết mạnh hơn, nhanh hơn, tính kinh tế nhiều qua tất trình sản xuất Nếu malt thay đến mức độ lớn sản phẩm phụ sản xuất bia lúa mạch không malt, hạt vụn ngô, gạo, mật rỉ đường, mức độ enzyme nội sinh bị giảm tương ứng, hoạt động enzyme ngoại sinh cộng thêm trở thành phần nội trình sản xuất Nguồn enzyme ngoại sinh từ thực vật (papain), nấm (glucanase), vi khuẩn (protease) Công nghiệp sản xuất enzyme sử dụng nhiều nguồn từ trước năm 1960 Sự đa dạng loại enzyme ngoại sinh từ malt khép kín đến enzyme có nguồn gốc từ vi khuẩn extromophile Với việc sử dụng enzyme vi khuẩn, thành tựu cơng nghệ sinh học đại trở nên có sẵn để kiểm sốt nấu bia Enzyme khơng có sẵn khơng khả thi mặt kinh tế để sử dụng quy mô công nghiệp, với cá nhân hay nhiều tổ chức đứng người sản xuất bia việc triển khai enzyme từ sinh vật biến đổi gene Quá trình sản xuất bia lager hoàn toàn từ malt truyền thống sử dụng điểm khởi đầu có thể, phần giải lĩnh vực sử dụng enzyme ngoại sinh: Giải ngăn ngừa vấn đề xảy trình sản xuất bia (Mục 3), Cải thiện trình sản xuất bia (Mục 4) Tạo điều kiện cho trình sản xuất bia phi truyền thống (Mục 5) Enzyme cho vấn đề phòng chống giải 3.1 Enzyme vi khuẩn a-Amylase thủy phân Sự thay đổi quan trọng mang lại thủy phân chuyển hóa khơng hòa tan phân tử tinh bột vào hỗn hợp, lên men đường khơng lên men dextrin Các enzyme chịu trách nhiệm chuyển hóa tinh bột α β-amylase Α-amylase (E.C.3.2.1.1) nhanh chóng phân tách tinh bột khơng hòa tan hòa tan thành nhiều chuỗi ngắn phân giải β-amylase (E.C.3.2.1.2) Trong tất loại malt sản xuất bia, nhiệt độ cuối thủy phân tối đa 78oC mang lại kết tốt việc tách dịch nha từ hạt tận thu Bằng cách thêm enzyme vi khuẩn α-amylase, nhiệt độ tăng lên đến 85oC giai đoạn cuối trình thủy phân Enzyme ngoại sinh làm tăng phân hủy tinh bột lại thành oligosaccharides hòa tan, tiếp tục làm thùng, ngăn chặn gia tăng độ nhớt hồ hóa tinh bột đến dịch nha phân tách Thêm enzyme vi khuẩn chịu nhiệt α-amylase trước dịch chiết đưa vào thùng phân hủy tinh bột lại Khi dịch ủ thùng có nhiệt độ cao hơn, mỏng qua hệ thống lọc nhanh thuận lợi Thêm vi khuẩn α-amylase trở nên cần thiết cấu tử chất bổ trợ cao làm pha loãng nồng độ enzyme nội sinh thùng ủ Từ yếu tố pha loãng áp dụng cho tất enzyme nội sinh, liều lượng enzyme bổ sung có chứa enzyme cocktails, ví dụ, β-glucanase protease them vào amylase, sử dụng Nếu vi khuẩn chịu nhiệt α-amylase sử dụng, người sản xuất bia thường thích bổ sung riêng β-glucanase protease để thêm tính linh hoạt (so sánh loại enzyme cocktail với loại có thành phần cố định) để thích ứng với mạch nha / tình trạng chất phụ trợ cụ thể chúng Nấm α-amylase lên men 3.2 Lên men chậm đường hóa khơng hồn tồn q trình thủy phân Nếu vấn đề chẩn đoán giai đoạn đầu, bổ sung trực tiếp nấm α-amylase (E.C.3.2.1.1) lên men khắc phục cố Hoạt động enzyme nhiệt độ tương đối thấp làm hạ thấp giới hạn pha loãng (mức độ pha loãng tỷ lệ phần trăm carbohydrate lên men dịch chiết dịch nha), tăng lên men, nhiều đồ uống có cồn sản xuất, kết bia “khơ” nhiều lỗng Enzyme β -Glucanase thủy phân 3.3 Enzyme β-glucanase (E.C.3.2.1.4) từ lúa mạch ổn định nhiệt tồn thời gian ngắn nhiệt độ thủy phân Nếu không đủ β-glucan chia nhỏ, glucans lại phần hòa tan, nước kết dính, gây vấn đề sau trình cách tăng độ nhớt (và dó mở rộng số lần dòng chảy dịch nha) gây đục Tối ưu hóa q trình thủy phân cách thay đổi chế độ nhiệt độ / thời gian thường cải thiện hiệu suất amylase làm tăng giá trị FAN Nếu chế độ làm giảm hiệu suất b-glucanase, điều gây số vấn đề liên quan: - Dòng chảy Thu hồi chiết xuất thấp Hệ thống dẫn lưu hạt tận thu Lắng yeast chậm, hiệu ly tâm Hiệu suất lọc bia thấp, vấn đề với độ đục Từ β-glucanase, ví dụ, nguồn gốc nấm, lựa chọn để cải thiện ổn định nhiệt điều kiện thủy phân, dẫn đến trình thủy phân mạnh mẽ ổn định Chúng hỗ trợ việc thủy phân lúa mạch chứa ngũ cốc không đủ sửa đổi sửa đổi không đều, hỗ trợ dòng chảy từ bể thủy phân cách giảm độ nhớt dịch nha, cải thiện bia qua lọc bia cuối 3.4 Sau lên men Nếu không đủ protein lấy lắng nóng lạnh (protein cần thiết suốt như, ví dụ, men dinh dưỡng, FAN, cho bọt), polypeptide phản ứng chéo với polyphenol giai đoạn cuối sản xuất bia (điều hòa, lagering) để gây điều không mong muốn, gọi làm đục lạnh Các enzyme phân giải protein hòa tan, papain (E.C.3.4.22.2) mức độ thấp hơn, bromelain (E.C.3.4.22.32) ficin (E.C.3.4.22.3), thường sử dụng (chủ yếu kết hợp với tác nhân làm ổn định khác poly (vinyl pyrrolidone) (PVP) gel silica (ví dụ, Lucilite) trước lọc cuối để cải thiện ổn định keo bia, kiểm sốt làm đục lạnh tăng thời hạn sử dụng bia đóng gói Papain, chiết xuất từ đu đủ Carica, có hiệu khoảng nhiệt độ 30-45 8C khoảng pH 4,0-5,5 Thêm vào bể điều hòa, endo-peptidase đặc thù bẻ gẫy protein cao phân tử, phản ứng với polyphenols trước bị phá hủy trình trùng Việc sử dụng protease cố định nghiên cứu, không chấp nhận rộng rãi 3.5 Glucoamylase thủy phân Nếu số lượng dextrin lại bia đường không lên men cao, việc bổ sung glucoamylase ngoại sinh (E.C.3.2.1.3) cho bể thủy phân đem lại kết việc phân cắt liên kết α-1,6 glycosidic cuối oligosaccharides, bổ sung lượng glucose lên men dịch nha Khi glucoamylase phản ứng với oligosaccharides 10-15 đơn vị chiều dài glucose tối đa, enzyme không ngăn chặn làm đục tinh bột gây amylose cao phân tử phân tử amylopectin Enzyme cho việc cải thiện quy trình 4.1 Chất phụ trợ nấu bia Trong chất phụ trợ nấu bia, malt thay phần nguồn tinh bột khác (ví dụ, ngơ, gạo) cho lý kinh tế để tạo hương vị nhẹ Với malt nguồn enzyme nhất, enzym malt có cơng việc khó khăn kể từ nồng độ tương đối chúng thủy phân thấp Khi tỷ lệ phần trăm cao phụ trợ sử dụng bước trước thủy phân riêng biệt với enzyme ngoại sinh đưa vào phép q trình sản xuất dễ dự đốn đơn giản Như amylase ổn định nhiệt ổn định nhiều so với amylase malt, hóa lỏng đơn giản, thời gian trình ngắn hơn, gia tăng tổng thể suất thể đạt Loại bỏ mạch nha từ nồi phụ trợ có nghĩa thủy phân phụ trợ tự việc cân khối lượng nhiệt độ chương trình thủy phân Theo truyền thống, việc sử dụng lúa mạch giới hạn 10-20% lúa mạch sử dụng malt chất lượng cao Ở lúa mạch chất lượng cao (> 30%, với loại mạch nha chất lượng thấp) xử lý trở nên khó khăn hơn, thủy phân phải bổ sung thêm hoạt động enzyme (ngoài α-amylase, số phụ b-glucanase endo-peptidase cần thiết) sử dụng bia lúa mạch unmalted trì hiệu suất sản xuất bia Chất bổ trợ nguyên liệu tinh bột khác sử dụng để thay phần mạch nha nguồn carbohydrate Thêm vi khuẩn chịu nhiệt α-amylase để thủy phân cho phép gia hạn mức cao nhiệt độ cần thiết cho hóa lỏng tinh bột từ, ví dụ như, gạo ngơ Hệ thống sản xuất bia có sử dụng tinh bột thơ bột yến mạch từ gạo, ngô, cao lương có giai đoạn nấu riêng biệt cho vật liệu này, tốt nhiệt độ cao lên đến 108oC (mấu tốc độ cao) Malt amylase không phù hợp cho việc này, chịu nhiệt vi khuẩn α-amylase, loại protein thiết kế phiên mạnh mẽ chúng, cần thiết Chất phụ trợ tiền hồ hóa, chẳng hạn ngũ cốc Micronized thêm vào cần thủy phân (không chịu nhiệt) vi khuẩn a-amylase để đảm bảo khơng có tinh bột lại diện dịch nha Các enzyme thủy phân mạch nha chất phụ trợ tinh bột, giải phóng dextrin hòa tan Hành động bổ sung cho hoạt động mạch nha tự nhiên α-và b-amylase Sự diện khoảng 200 ppm Ca2+ quan trọng sử dụng a-amylase không chịu nhiệt, đặc biệt thủy phân xảy nhiệt độ cao Enzyme ngừng hoạt động xảy nhiệt độ nâng lên ca 100 oC khoảng 1-20 phút Cho tất mục đích thực tế enzyme bị tiêu diệt ấm đun nước sản xuất bia trình dịch nha sôi Chất phụ trợ lỏng nguồn carbohydrate bao gồm mía xi-rơ củ cải đường, dựa ngô DE (xem phần 5.2.3.3.3) xi rô sản xuất q trình chế biến tinh bột ngơ cơng nghiệp Xi-rơ'' bia'' (một xi-rơ maltose sản xuất từ, ví dụ như, ngô, với carbohydrate phổ gần với dịch nha ngọt) trở nên phổ biến chất phụ trợ Anh, Nam Phi số nước châu Á Sự hòa tan thủy phân phần tinh bột ngơ thực bên ngồi nhà máy bia vi xử lý tinh bột sử dụng enzyme công nghiệp đại vi khuẩn α-amylase chịu nhiệt (protein thiết kế), pullulanase, b-amylase chiết xuất từ mạch nha lúa mạch Bằng cách sử dụng điều kiện phản ứng đường hóa khác (thời gian, nhiệt độ, enzyme), cách pha trộn cách giới thiệu nấm αamylase glucoamylase, vi xử lý tinh bột đáp ứng đặc điểm kỹ thuật xi-rô bia, thành phần kinh tế 4.2 Cải thiện quy trình thuỷ phân Protease Các endo-và exo-protease nội sinh có khơng bền nhiệt độ cao hoạt động chủ yếu malthouse Carboxy-peptidase nhạy cảm với nhiệt chút, tiếp tục hoạt động thời gian thủy phân Protease (và b-glucanase) nhanh chóng bị phá hủy thủy phân truyền dịch 63-66 oC Khi sử dụng kỹ thuật sắc thủy phân giảm nhiệt độ nghiền ban đầu, hoạt động enzyme đáng kể xảy giai đoạn đầu nghiền Vì vậy, loại mạch nha để sử dụng hệ thống thuốc sắc thủy phân không cần sửa đổi để mạch nha thủy phân truyền dịch Trong gọi phần lại protein (30 phút 40-50 oC) protease làm giảm chiều dài tổng thể protein cao phân tử nguyên nhân bất ổn định bọt độ đục để protein phân tử thấp thủy phân Endo-protease tách protein trọng lượng phân tử cao vào peptide đơn giản cách phá vỡ liên kết peptit axit amin Endo-protease chịu trách nhiệm làm giảm globulin khơng hòa tan, albumin hòa tan dịch nha, thành polypeptide vừa Việc giảm hàm lượng albumin globulin quan trọng để giảm đục gây protein polyphenol (tannin có nguồn gốc từ trấu mạch nha hoa bia) Theo quy định, việc giảm số lượng lớn phân tử protein bia làm cho bị đục Các protein vừa không chất dinh dưỡng nấm men hữu ích, quan trọng cho ổn định bọt giữ lại đầu tiên, cho thể vòm miệng viên mãn Một số nhà sản xuất bia thích để hạn chế thời gian phần protein lại để nâng cao chất lượng bọt bia Một loạt rộng endopeptidases có sẵn; lịch sử, protease có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus amyloliquefaciens chứng minh đầy đủ việc hỗ trợ cho protease mạch nha có sẵn Pullulanase β-amylase nội sinh ( maltohydrolase 1,4-α-D-glucan) exoenzyme phân cắt bên liên kết α-1 ,4- glucosidic để tạo thành phân tử maltose βdextrins Liên kết bao gồm α -1 ,6- glycosidic cắt α hay β-amylase ; β- dextrins suốt q trình lên men dịch nha lên men không đường Các enzyme tự nhiên sản xuất mạch nha tách liên kết dextrinase (dextrin α-1 ,6- glucanohydrolase , EC 3.2.1.142), nhiệt độ nghiền enzyme không bền với nhiệt dễ dàng bất hoạt Enzyme pullulanase nội sinh (pullulan 6- glucanohydrolase , EC 3.2.1.41) phân cắt liên kết α -1, glycosidic polysaccharides phân nhánh, ví dụ , amylopectin Enzyme đòi hỏi hai đơn vị α -1, glucose hai bên α-1 , liên kết, maltose sản phẩm cuối Các hoạt động ổn định pullulanase ngoại sinh phải tương thích với điều kiện nghiền, tất enzyme công nghiệp đủ điều kiên sử dụng công nghiệp chế biến tinh bột Khả chịu đựng cho giá trị PH bền nhiệt trình lên men phong ngừa nguy rủi ro cho pullulanase, suy giảm hoạt động để trì hoạt lực định Phytase Theo truyền thống phần lại axit sử dụng cho việc giảm PH dịch ủ ban đầu, sản xuất loại bia lager truyền thống biến đổi mạch nha Phytase enzyme từ mạch nha lúa mạch hoạt động 30-53 0C phá vỡ phytin (một phosphate hữu phức tạp chứa canxi magiê) để khơng hòa tan axit phytic Phản ứng phytase giải phóng ion hydro q trình tăng tốc mở rộng cách thêm phytase chịu nhiệt có nguồn gốc vi khuẩn Loại mạch nha biến đổi cao chứa phytase ngoại sinh nhiệt độ sấy cao phụ thuộc hoàn toàn vào phytase nội sinh để đạt phytase gây tượng axit hóa, cho dù phần lại có axit giai đoạn nghiền nhiệt độ cao Tuy nhiên, tính axit mạch nha lò cao thường đủ làm giảm độ pH nghiền mà không cần bổ sung thêm acid bên ngồi vơ Diastase/β-Amylase Phương pháp phổ biến để làm phong phú thêm hoạt động enzym mạch nha thêm chiết xuất enzyme mạch nha Thành phần (nồng độ enzym khác nhau) thay đổi sản phẩm khác nhau, phụ thuộc vào loại mạch nha quy trình chiết xuất Vì lý kinh tế, bổ sung mạch nha chiết xuất lúa mạch sử dụng mạch nha chất lượng có sẵn khơng cao việc sử dụng enzyme vi khuẩn nấm không mong muốn 4.3 Cải thiện hạn sử dụng Trong trình lên men, nấm men chiếm tất oxy hòa tan, bước xử lý khơng khí bể phản ứng đối tượng khí carbonic tinh khiết Thơng thường nồng độ oxy bia 200 ppm Sau đóng gói, nồng độ oxy bia thay đổi từ 500 đến 1000 ppm Lượng oxy dư polyphenol, dẫn đến hình thành aldehyde ổn định hương vị bia Chất chống oxy hóa, chẳng hạn sulfite, acid ascorbic, chất catechin, bảo quản bia lâu Chất chống oxy hóa khác thêm vào bia loại bỏ ôxy Acid ascorbic (vitamin C) 1,5 g / HL làm giảm qúa trình oxy hố hạt sương, tương tự giảm oxy hòa tan Có thể giảm tác nhân có chứa lưu huỳnh giảm hạt sương lạnh Muối hyposulfite có số ảnh hưởng hạt sương sử dụng với số lượng 20ppm, sodium metabisulfite acid andascorbic (10 20ppm), kết hợp lại bảo vệ hoạt động enzyme papain bia sau trùng Ngược lại giảm tác nhân, cần thiết cân lượng oxy hòa tan, loại bỏ hệ enzyme oxy sử dụng đường nồng độ thấp Việc loại bỏ đường oxy oxidase cộng thêm enzyme catalase hai phản ứng: đường oxidase chuyển đổi glucose oxy để Gluconic Acid hydrogen peroxide thành nước oxy Trong thực tế, hệ thống khử enzyme hiệu so với kết hợp enzyme chất khử hóa học Nồng độ glucose bia thấp để loại bỏ oxy hiệu quả, ta thêm glucose oxidase sulfite suy giảm hương vị bia Một khả khác oxy già hình thành lần phản ứng, phản ứng hình thành chất trung gian, gây suy giảm hương vị bia 4.4 Sự phát triển Quá trình lên men bia liên quan đến qúa trình lên men thứ cấp nhiệt độ thấp số lượng nấm men thấp Nhiệt độ thấp đẩy mạnh sinh sống nấm men kết tủa nguyên liệu hình thành hạt sương lơ lửng giảm Giai đoạn trưởng thành giai đoạn diacetyl ni cấy nấm men để chuyển hóa sản phẩm phụ diacetyl 2,3pentanedione trình lên men Trong giai đoạn trưởng thành 96% diacetyl 2,3pentadione sử dụng sinh tổng hợp hoạt động nấm men 4% αacetolactate tạo thành diacetyl Đến ngưỡng diacetyl 0,10 mg / L, lượng nhỏ phân tử nhỏ gây mùi vị khó chịu, coi hương vị bia Tùy thuộc vào loại men, mơi trường vật lý, vv, q trình đến tuần với loại bia truyền thống Việc sử dụng phần lại diacetyl kết hợp với phần phụ trợ cao đặc biệt quan trọng sản xuất bia Nó quan trọng sản xuất bia, khơng có hương vị đặc trưng Phát triển bia bị suy giảm suy giảm men, lưu trữ nhiệt độ cao để làm giảm nồng độ diketones, tạo hương vị bia Quá trình lạnh bia làm giảm thời gian cần thiết để đạt sản phẩm so với bia ủ từ đến 14 ngày Đôi lên men dịch nha thêm vào men bia để hấp thụ diacetyl Với enzyme ngoại sinh α-cetolactate decarboxylase trực tiếp chuyển đổi diacetyl thành butanediol vô hại cách loại bỏ yếu tố mong muốn Loại bỏ vấn đề tinh bột lên men 4.5 Vấn đề lên men, chẳng hạn q trình lên men dính hiệu suất mức thấp Chỉ thấy sau nghiền, số q trình lên men khơng đáp ứng Tinh bột chất lượng trọng lượng phân tử cao không tốt lên men, tạo hạt tinh bột không tan lơ lửng bia Trong trường hợp này, điều quan trọng áp dụng biện pháp khắc phục nhanh chóng để tránh ảnh hưởng hương vị bia Ở nhiệt độ thấp nhiệt độ phổ biến q trình lên men, α-amylase có khả thủy phân nhanh chóng liên kết α-1,4-glucosidic lúa mạch, mạch nha, tinh bột ngũ cốc để hình thành maltose dẫn suất tương tự Quy trình sản xuất bia đặc biệt Sản xuất bia lượng thấp Mỹ Ngô nguồn phụ trợ lớn, lên tới 50-65% tổng chi phí hạt ngũ cốc, xử lý với việc bổ sung thêm enzyme, ví dụ như, enzym glucoamylase để phá vỡ carbohydrates suy giảm khả lên men cao so với loại bia bình thường Bia khơ, bia siêu khơ, nước có ga sản phẩm lên men có ga chuyển hóa carbohydrate thành rượu CO2 hỗ trợ enzyme vi khuẩn nấm nguồn tinh bột bia lúa lúa miến, bổ sung ngơ Sau q trình axit hóa với axit lactic để giảm độ pH tới 4, vi khuẩn α-amylase thêm vào nồi đun sôi 90-120 phút Sau làm lạnh đến 60-62 0C, lúa miến mạch nha enzym glucoamylase vi khuẩn thêm vào cho đường hóa phần Tiếp theo lọc thô làm lạnh đến 30 -35 0C, nấm men thêm vào Hỗn hợp đục trình lên men xếp vào chai mở, thùng đựng xăng, tàu, sẵn sàng cho tiêu dùng sau 16-24 h Vẫn thử nghiệm việc sản xuất Bia IMO Việc tiêu thụ isomaltooligosaccharides (IMO: oligomers đường với mối liên kết α-1,6- glucosidic) để kích thích hoạt động thúc đẩy sức khỏe vi khuẩn colonic thuộc nhóm vi khuẩn lactic, tạo vị nhẹ đặc tính gây sâu rang giảm IMO có chứa xirơ thường sản xuất từ tinh bột nhiều phản ứng với nhau, số transglycosylation xúc tác enzyme có nguồn gốc vi khuẩn, việc chuyển đổi maltose cao vào IMO có chứa xi-rơ Sản phẩm transglycosylation chứa khoảng 38% Panose, 4% isomaltose, 28% glucose 23% maltose, cách sử dụng IMO xi-rô nhà máy bia để thay maltose lại đặc tính thiết thực sản phẩm truyền thống với thay đổi không đáng kể công nghệ sản xuất hương vị sản phẩm Bằng cách giới thiệu transglucosidase loại enzyme hỗ trợ trình nghiền , sản xuất IMO chỗ Trọng lực sản xuất bia cao liên quan đến hèm rượu lên đến 188Pand chí cao Sau lên men chín, bia pha lỗng với nước có ga lạnh đến nồng độ định đến nồng độ cồn quy định Ưu điểm gắn liền với bia nồng độ cao kết bia quán ổn định hợp chất chịu trách nhiệm sương Xử lý kết bia tập trung việc tăng sử dụng thiết bị chi phí lượng thấp Nhược điểm vấn đề nghiền, thời gian lên men lâu hơn, mùi vị đặc trưng khác nhau, sử dụng hoa bia so với trình lên men bình thường Enzyme ngoại sinh sử dụng để hỗ trợ cho việc nghiền ( protease trung tính, bacteriala -amylase ) lên men ( fungala -amylase ) ... sản xuất bia nhiều tiềm phát triển Bia loại đồ uống chứa cồn sản suất trình lên men đường lơ lửng môi trường lỏng khơng chưng cất sau lên men Thành phần bia nước, lúa mạch mạch nha hóa, hoa bia. .. trình sản xuất bia (ví dụ, hóa lỏng chất phụ trợ tốt hơn, rút ngắn thời gian ni chín bia, sản xuất bia từ ngun liệu rẻ hơn, xem Phần 4) Cuối cùng, cách sử dụng enzyme trở thành khả thi để sản xuất''''... tiến hành nghiên cứu đề tài: Enzyme sản xuất bia Giới thiệu Sản xuất bia trình cũ truyền thống mà sử dụng loạt nguyên liệu, nhiều kỷ, nhiều trình sản xuất bia phát triển, chúng cho thấy tính