Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bia

Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bia, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bia, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bia, Ứng dụng vi sinh vật trong sản xuất bia

ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA LỚP DH06BQ MSSV: I.Giới thiệu chung: Bia loại thức uống có cồn lên men từ thóc malt (đại mạch, lúa mì,mạch đen, …),là loại thức uống ưa chuộng tác dụng nó.Đươc dùng nhiều buổi tiêc,liên hoan… I.1 Thành phần bia: Gồm có: 80- 90% nước, 1.5-7% cồn, 3-10% chất hòa tan, 0.3-0.4% CO2 Chất hòa tan chủ yếu hydratcacbon (dextrin, maltoza, glucoza ), protein sản phẩm thủy phân (albuloza, pepton, axit amin) I.2 Nguyên liệu chính: Nước: nguyên liệu sản xuất bia, có vai trị quan trọng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia đặc biệt hương vị,là nước mềm, không chứa Fe, mặn Malt: ngun liệu sản xuất bia Thóc malt loại ngũ cốc nảy mầm có hoạt tính enzym amylaza protase có mùi thơm hạt sấy khơ Ngun liệu làm đại mạch,lúa mì, mạch đen, kê, lúa tẻ…và ngô nảy mầm Đại mạch Hoa hoblon: làm ngưng kết abumin ( làm cho dịch bia trong), ức chế phát triển vi sinh vật Gram dương, làm tăng khả tạo bọt tạo nên mùi thơm, vị đắng đặc trưng bia Hoa hoblon Men: chất xúc tác có nguồn gốc protein II Quy trình sản xuất bia Nảy mầm đại mạch : Lúa phải cho nảy mầm xong sử dụng trình nảy mầm làm:  Các enzym lúa mạch hình thành, hạt lúa lượng đường cho lên men tạo cồn sinh  Ảnh hưởng đến màu bi Xay lúa : Để dễ tan lúc nấu Tạo đường : _Bột hòa chung với nước với tác dụng enzym nhiệt độ định biến thành đường Quá trình quan trọng cho phân loại chất lượng bia thành phẩm Nhằm hòa tan hết chất đường, minerals, số protein quan trọng,để giải phóng men khỏi thành phần khơng hịa tan vỏ trấu, chất xơ… _ Thêm enzyme vào, góp phần cho tác động -amylase lúa mạch nội bào giúp cho trình phân giải tinh bột Những enzym thêm vào đặc biệt quan trọng sử dụng ngũ cốc khơng có malt bắp, gạo gọi chất hỗ trợ, ngũ cốc thiếu chất cacbohydratase amylase glucoamylase từ nấm, để làm tăng trình phân giải tinh bột Amylase hòa tan amylose amylopectin từ lúa mạch cho thấy chất bị thoái biến nhiều amylase từ lúa mạch Kết maltose dextrin nhỏ nâng cao, sản lượng hèm bia gia tăng làm tăng lên lên men Amilase điều chế với hoạt độ chuyển hóa glucose thấp ưa chuộng enzyme sinh isomaltose panose Nguồn hoạt động amilase từ enzyme không thường từ giống Aspergillus Asp.Niger hay Asp.Oryzae Protase từ nguồn có phối hợp với amilase để thủy phân protein giải phóng amino acid, cần thiết cho sinh trưởng nấm mốc _Bia từ lúa mạch giống hèm bia từ malt tránh bước nghiền sử dụng enzym ngoại bào để tạo môi trường để lên men nấm mốc Enzym -amilase, -glucanase proteinase chọn có đặc tính chịu nhiệt tốt -amilase: enzym phân cắt tinh bột thành đoạn dài ngắn khác gồm số cấu tử glucose đường maltoza có glucoza -amilase -glucanase: phân cắt tinh bột thành đường đơi maltoza thành glucoza Nhiệt độ tối thích 630C, pH tối thích 4,8 Protase: xúc tác trình thủy phân protein Trong hạt nảy mầm gồm enzym proteinaza peptidaza tác dụng Dưới tác dụng chúng protein bị biến đổi sau: Protein ->albumozo ->peptid ->axit amin Lọc cặn : - Lọc hết chất lỏng khỏi trấu,các chất xơ mầm lúa Đổ thêm nước nóng sau lọc nước nguyên chất để lấy hết lượng đường trấu Quá trình nấu : - Nước đường nấu từ đến tiếng Cho thêm vào chất hoa bia để tạo vị cho loại bia - Chất hoa bia định cho vị bia Không loại(giống) mà vùng trồng hoa bia có ảnh hưởng đến chất lượng bia Ngoài thời điểm cách cho hoa bia vào lúc nấu ảnh hưởng đến mùi vị - Cacbonhydrate sử dụng trình nấu ngũ cốc Mỹ Enzym tham gia vào quy trình sản xuất bia sử dụng chất hỗ trợ ngũ cốc chưa thành malt hỗn hợp Tinh bột ngũ cốc gelatin hóa khơng hồn tồn điều kiện nghiền địi hỏi bước nấu ngũ cốc thêm vào để làm tăng xuất tinh bột hỗ trợ enzym malt đáy thiết bị Tế bào nấm men chịu ảnh hưởng nhiệt độ thấp, áp suất nồng độ CO cao nên lắng xuống, hấp phụ lên bề mặt tế bào chất huyền phù khác kéo xuống đáy, tiếp tục lên men cách từ từ Nhờ tượng trên, bia dần - Trong giai đoạn ủ chín bia, q trình oxy hóa khử có ý nghĩa quan trọng, nhờ trình mà lượng diaxetyl giảm 50% Củng giai doạn ủ chín bia này, số tế bào nấm men chết tự phân enzym proteaza có sẵn thân tế bào Sản phẩm tự phân peptit, axit amin, vitanin, vài thành phần axit nucleic, enzym, chủ yếu nhóm enzym peptidaza proteaza Nếu q trình cơng nghệ xảy bình thường, lượng nấm men tự phân vừa phải sản phẩm có ảnh hưởng rât tốt III.Ứng dụng men bia Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae  Giới thiệu chung tác dụng men bia: Men bia - Saccharomyces cerevisiae Hans., thuộc họ Nấm men - Saccharomycetaceae Mơ tả: Nấm hiển vi có tán cấu tạo tế bào hình trứng, có đường kính từ đến 10/1.000mm riêng lẻ xếp thành chuỗi tràng hạt Người ta phân biệt loại men bia cao, có biên độ nhiệt độ hoạt động 15o 20o loại men bia thấp có biên độ hoạt động 5o 6o dùng để sản xuất bia nhẹ Bộ phận dùng: Men bia thấp dùng làm thuốc Khi tươi men bia loại bột vàng sáng, khó bảo quản Cịn trạng thái khơ, lại loại bột màu xám xám bảo quản vịng năm lọ kín, tránh ánh sáng nóng tới 45o Nơi sống thu hái: Men bia sống điều kiện nuôi cấy Người ta thường nuôi men để sản xuất nước uống Trong lên men chúng thải khí CO2, khí nhào lộn bột làm cho nguyên liệu biến đổi nhanh chóng Thành phần hóa học: 100g men bia cho khoảng 12g tro mà thành phần phosphor, kalium magnesium Ngồi ra, có đường, lipid (5-20%), protid giàu acid amin cần thiết, men vitamin (mà men bia nguồn nguyên liệu tốt), vitamin B tổng hợp, provitamin B, vitamin E, H, BX, X, yếu tố chống thiếu máu Tính vị, tác dụng: Bổ dưỡng chung, kích thích hấp thụ thức ăn, lợi tiêu hoá, chống thiếu máu, cân bảo vệ hệ thần kinh, chống vữa xơ động mạch, chống độc, kích thích nội tiết tố Cơng dụng, định phối hợp: Men bia dùng để làm men bánh mì, bột nở Ðể làm thuốc, thường sử dụng trường hợp: Suy dinh dưỡng thiếu khống, cịi xương; Nhiễm độc thức ăn; Xơ vữa động mạch; Thiếu vitamin; Nhiễm độc ruột; Ðái đường; Suy nhược, loạn thần kinh; Mụn nhọt, viêm mủ da; Viêm dây thần kinh Liều uống trong: 2-3 thìa xúp men bia tươi hàng ngày 4-10g dạng viên nén, thuốc uống Dùng ngoài: Làm nước rửa viêm dày ruột cấp tính trẻ em, viêm ruột màng chất nhầy  Nấm men sản xuất công nghiệp sản xuất bia Nấm men thuộc nhóm thể đơn bào, chúng phân bố rộng rãi thiên nhiên, đặc biệt chúng có nhiều vùng đất trồng nho nơi trồng hoa Nhiều lồi nấm men có khả lên men rượu Từ lâu người ta biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô tế bào, nên nhiều loại nấm men cịn sử dụng để sản xuất protein Ngồi nấm men cịn sử dụng cơng nghệ sản xuất bánh mì Tuy nhiên, có nhiều loại nấm men có hạI, gây bệnh cho người gia súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm Nấm men dùng sản xuất bia thường chủng thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả hấp thụ chất dinh dưỡng môi trường nước mạch nha loại đường hoà tan, hợp chất nitơ (các acid amin, peptit), vitamin nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt phản ứng sinh hóa mà đặc trưng q trình trao đổi chất để chuyển hoá chất thành dạng cần thiết cho trình phát triển lên men nấm men tiến hành Bài viết xin giới thiệu khác đặc tính hình thái đặc tính cơng nghệ lên mên nấm men chìm nấm men nổi: Đặc tính hình thái Nấm men chìm: Hầu hết tế bào quan sát nảy chồi đứng riêng lẻ cặp đơi Hình dạng chủ yếu hình cầu Nấm men nổi: Tế bào nấm men mẹ sau nảy chồi thường dính lại với tạo thành chuỗi tế bào nấm men cịn hình dạng chủ yếu hình cầu ovan với kích thước – 10 m Micromet Đặc tính sinh lý Sự khác nấm men nấm men chìm khả lên men loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza Trong nấm men chìm có enzym sử dụng hồn tồn đường raffinoza nấm men sử dụng 1/3 đường sacaroza Ngồi chúng cịn khác khả hô hấp, khả trao đổi chất lên men khả hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất nấm men chìm chủ yếu xảy q trình lên men, cịn nấm men xảy mạnh q trình hơ hấp, sinh khối nấm men thu nhiều nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp nấm men Khả tạo bào tử nấm men chìm lâu hạn chế nấm men Sự khác công nghệ lên men Tên gọi nấm men hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát trình lên men Nấm men nổi lên bề mặt dịch cuối q trình lên men chính, nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị kết thúc lên men Nấm men chìm cịn chia loại tuỳ thuộc khả kết lắng nấm men bụi nấm men kết Nấm men bụi loài nấm men phân ly mịn dịch lên men lắng từ từ kết thúc lên men Nấm men kết bơng lồi nấm men kết dính với thời gian ngắn kết thúc lên men tạo thành khối kết lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị Cịn lồi nấm men khơng có khả Nấm men chìm kết bơng có ý nghĩa quan trọng thực tế sản xuất bia, làm cho bia nhanh khả lên men hết đường không nấm men bụi nấm men Ngoài nhiệt độ lên men chủng khác Nấm men chìm lên men - 120C, nấm men 14 - 250C Hầu hết chủng nấm men nhạy cảm với môi trường có nồng độ axit cao, ví dụ axit pyruvic giải phóng theo đường EMP Do vậy, q trình tiến hố, tự thân chúng hình thành chế “giải độc axit “ cách chuyển hoá axit pyruvic thành rượu etylic CO2, sau hai chất tiết khỏi tế bào nấm men Kết chuỗi phản ứng NADH tạo thành q trình glucolytic lại bị ơxy hố thành dạng NAD+, chất sau lại xuất q trình chuyển hoá glucoza Bằng cách này, nấm men liên tục phát triển chuyển hố đường, phản ứng tạo thành rượu etylic viết sau: Axit pyruvic cịn đóng vai trị trung gian cho nhiều q trình chuyển hố chất quan trọng khác este, cacbonyl rượu bậc cao Trong năm vừa qua, nhiều khái niệm giống khác sử dụng để phân loại nấm men cách có hệ thống Mặc dù thu tiến đáng kể, đặc biệt có trợ giúp sinh học phân tử xa đạt hệ thống phân loại hoàn thiện Do vậy, cần thiết phải có phương pháp xác định đáng tin cậy để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, có tuyển chọn vi sinh vật thích hợp cho q trình lên men cơng nghiệp, q trình lên men bia Tại trung tâm lưu giữ nấm men, người ta quan tâm nhiều đến cấp độ chủng có 1000 chủng nấm men khác thuộc loài S cerevisiae xác định Chúng bao gồm chủng nấm men bia, rượu vang, rượu cồn nấm men bánh mì Khó khăn gặp phải tiến hành phân loại giống nấm men bia nhà phân loại nấm men thường bỏ qua điểm khác nhỏ giống nấm men, yếu tố mà theo họ không quan trọng, thực tế nhà sản xuất chúng lại có tầm quan trọng lớn mặt kỹ thuật Hiện nay, nấm men bia có hai lồi nấm men chìm S carlsbergensis nấm men S cerevisiae ,ngồi đặc điểm nêu trên, chúng có nhiều đặc điểm sinh hoá khác dựa vào lực lên men đường disacarit melibioza chúng Ở loài S carlsbergensis có chứa gen MEL Các gen tạo enzym ngoại bào a- galactosidaza (melibiaza) có khả chuyển hố đường melibioza Trong S cerevisiae khơng chứa gen MEL khơng chuyển hố đường melibioza Cũng dựa vào nhiệt độ phát triển để phân biệt khác rõ rệt chúng nấm men phát triển 370C, cịn nấm men chìm lại khơng có khả phát triển nhiệt độ S.carlbergensis Raffinoza: Galactoza > Glucoza + Fructoza Melibioza Invertaza S cerevisiae (khơng có enzym Melibiaza) Raffinoza: Galactoza > Glucoza - Fructoza Theo cơng nghệ sản xuất bia truyền thống, nấm men chìm thường lên men nhiệt độ từ 150C Khi kết thúc trình lên men chúng kết lắng xuống đáy thiết bị Còn lên men thực điều kiện nhiệt độ từ 18 - 220C, cuối trình lên men tế bào nấm men kết thành chùm bị hấp thụ vào bọt khí CO2 lên bề mặt dịch lên men Như sản xuất bia phương pháp lên men nổi, nấm men tách khỏi bia cách hớt bọt, cịn lên men chìm xả cặn đáy thiết bị lên men Một số hình ảnh: Asp.Niger Asp.Oryzae **************************************************** Tài liệu tham khảo Lương Đức Phẩm;2006, Nấm men công nghiệp, tái lần thứ nhất, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội www.google.com.vn ... huyền phù khác kéo xuống đáy, tiếp tục lên men cách từ từ Nhờ tượng trên, bia dần - Trong giai đoạn ủ chín bia, q trình oxy hóa khử có ý nghĩa quan trọng, nhờ q trình mà lượng diaxetyl giảm 50%... rượu etylic viết sau: Axit pyruvic cịn đóng vai trị trung gian cho nhiều q trình chuyển hố chất quan trọng khác este, cacbonyl rượu bậc cao Trong năm vừa qua, nhiều khái niệm giống khác sử dụng... lên men bia Tại trung tâm lưu giữ nấm men, người ta quan tâm nhiều đến cấp độ chủng có 1000 chủng nấm men khác thuộc loài S cerevisiae xác định Chúng bao gồm chủng nấm men bia, rượu vang, rượu