Quy trình sản xuất bia bởi nấm men Saccharomyces cerevisiae

Quy trình sản xuất bia bởi nấm men Saccharomyces cerevisiae, Quy trình sản xuất bia bởi nấm men Saccharomyces cerevisiae, Quy trình sản xuất bia bởi nấm men Saccharomyces cerevisiae

ỨNG DỤNG LÊN MEN TRONG SẢN XUẤT BIA Lớp: DH06BQ Sinh viên: NGUYỄN VĂN TUẤN MSSV: 06125188 PHỤC LỤC I II II.1 II.2 II.3 II.4 Giới thiệu chung………………………………………………….3 Nguyên liệu cho q trình sản xuất bia……………………3 Malt đại mạch………………………………………………….….3 Hoa houblon………………………………………………………4 Nước………………………………………………………………4 Nấm men………………………………………………………….4 II.4.1 Nhóm nấm men nổi……………………………………………….5 II.4.2 Nhóm nấm men chìm…………………………………………… III Nấm men nổi…………………………………………………… IV Nấm men chìm……………………………………………………6 V Sản xuất bia……………………………………………………….7 V.1 Q trình lên men chính………………………………………… V.2 Q trình lên men phụ…………………………………………….8 VI Yêu cầu kỷ thuật giống nấm men sản xuất bia……………9 VII Những nấm men gây hư hại sản xuất ……………………….9 VIII Tài liệu tham khảo……………………………………………… 12 I.GIỚI THIỆU CHUNG Bia loại nước giải khát có từ lâu đời nhân dân giới ưa chuộng Bia chế biến từ nguyên liệu sau : nước, hoa houblon malt Bia loại nước giải khát có nhiều bọt, có vị đắng dễ chịu hàm lượng cồn thấp Các chất hòa tan bia hầu hết rheer người hấp thụ tốt, bia có giá trị dinh dưỡng khả sinh lượng cao Ngồi bia cịn có tác dụng giải nhiệt có giá trị sinh học cao, bia chứa nhiều thành phần men tiêu hóa vitamin II NGUN LIỆU CHÍNH CHO Q TRÌNH SẢN XUẤT BIA II.1.Malt đại mạch Malt đại mạch nguyên liệu để sản xuất bia Quá trình quan trọng mà qua hạt đại mạch trở thành hạt malt nảy mầm, để hoạt hóa, tích lũy khối lượng hoạt lực hệ enzym có đại mạch Hệ enzym (amilaza, proteaza, sitaza, esraza…) động lực chủ yếu để phân cắt hợp chất protein glucid ao phân tử nội nhũ hạt thành sản phẩm có phân tử nhỏ( chủ yếu đường đơn, dextrin bậc thấp, acid amin…) hòa tan bền vững vào nước để thành chấ chiết dịch đường mục đích đạt cách tạo điều kiện thích hợp độ ẩm, nhiệt độ, độ thơng thống khí cho khối hạt để phơi phát triển sau q trình nảy mầm, đem sấy khơ, tách rễ, làm ta malt phục vụ chủ yếu cho ngành sản xuất bia II.2 Hoa houblon Hoa houblon nguyên liệu ( thứ sau malt đại mạch) công nghệ sản xuất bia Hoa houblon có tác dụng: làm cho bia có vị đắng, vị thơm, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Cây hoa bia trồng nông dân khắp giới với nhiều giống khác nhau, sử dụng sản xuất bia chủ yếu Hoa houblon đem dùng dạng tươi, để bảo quản lâu dễ vận chuyển, houblon phải sấy khô chế biến để gia tăng thời gian bảo quản sử dụng II.3 Nước Ta biết hàm lượng chất hòa tan dịch đường trước lúc lên men 10 - 20% (khối lượng), có nghĩa bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 88 - 90%, với tỉ lệ lớn sản phẩm ta nói rằng, nước nguyên liệu để sản xuất bia Trong q trình sản xuất bia, ngồi việc nước cung cấp cho khâu sản xuất như: phối trộn ngun liệu, hồ hóa, đường hóa, đun sơi dịch đường với hoa houblon…thì nước sử dụng lượng lớn cho việc vệ sinh nhà xưởng thiết bị Thành phần hóa học, chất lượng nước có ảnh hưởng trực tiếp tới q trình cơng nghệ chất lượng bia thành phẩm Với lượng nước sử dủngoongj rải việc xử lí nước để có thành phần tính chất thích hợp với mục đích sử dụng sản xuất bia điều cần thiết.Nếu nước có chứa nhiều sinh vật lạ, có tạp chất hữu cơ…thì chất lượng bia thay đổi theo chiều hướng giảm chất lượng như: xuất mùi vị lạ( mùi mốc, mùi chua) II.4.Nấm men 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 loài 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 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 Đã từ lâu, ngành sản xuất bia giống nấm men chia thành nhóm: II.4.1.Nhóm nấm men nổi: - Nhiệt độ lên men: 10 – 25oC - Lên men mạnh, trình lên men xảy bề mặt mơi trường - Khi q trình lên men kết thúc, tế bào kết chùm, chuỗi, tạo lớp dày bề mặt với bọt bia, bia tự chậm - Khả lên men đường tam II.4.2 Nhóm nấm men chìm: - Nhiệt độ lên men: – 10oC - Lên men mạnh đằm, trình xảy lịng mơi trường - Khi lên men xong, tế bào kết chùm chuỗi, song lại lắng xuống đáy thùng lên men nhanh, n hờ bia chóng tự so với lên men - Khả lên men đường tam tốt, đạt 100% Với cách chia vậy, lúc đầu người ta cho nhóm nấm men thuộc giống saccharomyces cerevisiae Muộn hơn, năm 1894, tác giả người Đức tên Bau chia nấm men thành nhóm nhỏ sau: 1- Saccharomyces cerevis typus Frohbery obergahrig Nhóm lên men nổi, lên men mạnh dịch đường hóa ,song khơng lên men Melibioza 2- Saccharomyces cerevis typus Saaz obergahrig.Nhóm lên men nổi, lên men yếu dịch đường hóa khơng lên men Melibioza 3- Saccharomyces cerevis typus Frohbery untergahrig.Nhóm lên men chìm, lên men mạnh dịch đường hóa ,và lên men Melibioza 4- Saccharomyces cerevis typus Saaz untergahrig.nhóm lên men chìm, lên men yếu dịch đường hóa lên men melibioza Cuối cùng, nhà khoa học Nga V.I.Kuznetchep đề nghị chia nấm men bia thành nhóm độc lập: - Saccharomyces cerevisiae - Saccharomyces carlsbergensis - Saccharomyces uvarum III NẤM MEN NỔI - Lên men mạnh không lên men melibioza Thuộc nhóm độc lập: Saccharomyces cerevisiae Hình1: Saccharomyces cerevisiae - Lên men đường: glucoza, fructoza, saccaroza, maltoza, 1/3 rafinoza, dextrin đơn giản - Một số chủng thường gặp sản xuất bia: S.cerevisiae Hansen, S.ellipsoideus, S.turbidans, S.intermedium… IV.NẤM MEN CHÌM - Thuộc nhóm độc lập: Saccharomyces carlsbergensis - Lên men mạnh lịng mơi trường, hết nguồn carbon tong mơi trường có xu hướng kết chùm, chuỗi lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm bia nhanh - Lên men được: glucoza, mannoza, galactoza, fructoza, sacaroza, maltoza Hình 2: Saccharomyces cerevisiae - Đặc biệt rafinoza dextrin đơn giản lên men tốt, chí nhiệt độ thấp – 10oC - Không lên men đường: lactoza, inulin, arabinoza, manit, socbit… - Hiện sử dụng phổ biến nhà máy bia giới với tên khác như: S.monacensis, S.logos Dekker, S.cerevisiae typus Froliberg… V SẢN XUẤT BIA Qúa trình làm bia gồm công đoạn chủ yếu: - Nấu malt( biến tinh bột thành đường, maltage) - Lên men, nhào bột, ủ chín Sơ đồ quy trình sản xuất bia: Nguyên liệu: malt, hoa houblon, nước(70% malt + 30% gạo) Đường hóa( nồng độ đường đạt 10% trùng 115oC/15 phút) Lên men chính( cấy nấm men) Lên men phụ, ủ chín bia Thành phẩm V.1Q trình lên men - Đây pha dịnh chất lượng bia Tác nhân gây lên men loài Saccharomyces Để sản xuất bia nâu người ta dùng Saccharomyces cerevisiae( nấm men nổi), để sản xuất bia vàng người ta dùng Saccharomyces carlsbergensis( nấm men chìm) - Cơ chế: nấm men sử dụng chất dinh dưỡng có dịch lên men loại đường đơn( glucoza, fructoza), đường kép maltoza, saccharoza, dextrin mạch ngắn, hợp chất chứa nito( acid amin, protein mạch nhỏ) để thực phản ứng sinh hóa Nấm men sử dụng đường đơn, maltoza thành phần dịch malt sau đường hóa, tác dụng enzym anfa- glucosidaza chuyển thành glucoza Dưới tác dụng enzym beta- fructofuranosidaza Saccharoza biến thành đường đơn glucoza fructoza, loại đường náy dược chuyển hóa gần triệt để q trình lên men Cịn loại dextrin phân tử nhỏ thừ maltotrioza trở lên bị thủy phân dần nhờ enzym cảm ứng ngoại bào nấm men Nấm men sử dụng đường đơn thông qua đường EMP, tiếp chu trình Krebs chuỗi hơ hấp mơi trường cịn oxy phân tử hịa tan, mơi trường trở nên yếm khí q trình lên men ethanol xảy ra, lúc sản phẩm ethanol, CO2 acid hữu cơ, sinh khối số sản phẩm phụ glyxerin - Người ta thấy có tới 16 acid amin aid dịch lên men, hợp chất nguyên liệu để nấm men tự tổng hợp chất Những acid amin cần thiết khác nấm men tổng hợp nhờ chất trung gian chu trình Krebs, nhờ chuyển amin… - Như vậy, nấm men tạo nhiều hợp chất khác trình lên men Các hợp chất tham gia vàothanhg phần dịch lên men bia trình khuechs tán qua màng tế bào, tự thủy phân số tế bào, chúng ảnh hưởng tới chất lượng bia Ví dụ số chất trung gian axetolactat bị dicacboxyl tác dụng oxy hòa tan tạo hợp chất diaxetyl -CO CH3 -H CH3-CO-COOH Pyruvat CH3-CO-C-COO CH- CO- CO- CH3 diaxetyl OH axetolactat Diaxetyl có vị hắc khó chịu, kích thích mạnh lên hệ thần kinh người uống V.2 Quá trình lên men phụ( pha 2) Trong pha dextrin phân tử nhỏ cần phải phân giải nốt để đạt hàm lượng đường yêu cầu bia thành phẩm, đồng thời ổn định hượng vị đặc trưng bia, bão hòa CO2 cho sản phẩm Quá trình lên men phụ xảy nhiều phản ứng phức tạp nhiệt độ – 3oC Ở pha này,thường làm giảm hàm lượng đường(5%), nồng độ rượu bậc cao, andehit, dextrin giảm xuống, nồng độ este tăng lên diễn trình khử bậc cao, khử andehyt tạo este phản ứng rượu acid hữu Một trình quan trọng lên men phụ khử diaxetyl thành hợp chất khơng có mùi vị khó chịu, khơg độc axetion( axetyl – methylcacbinol) CH3-CO- CO-CH3 + 2H CH3- CHOH- CO- CH3 Sau trình lên men phụ nhiệt độ thấp, hàm lượng diaxetyl giảm xướng tới mức nhỏ cho phép (< 0,2 mg/l).Cũng cần nói thêm exetion sản phẩm cuối nhiều trình lên men đường gây Saccharomyces, nhiều loại vi khuẩn đường ruột( Aerobacter, Serratia, Proteus) lên men lactic dị hình Người ta cho có yếu tố định pha là: Vai trị nấm men, nhồi tác dụng phân giải tổng hợp chất vừa kể trên, nấm men nhờ hệ enzym khử reductaza định khử diaxetyl nhiệt độ thấp Nhiệt độ tốt cho lên men phụ 1- 3oC Thời gian cang dài tạo điều kiện chuyển hóa triệt để sản phẩm, cóa lợi cho chất lượng bia Áp suất nên trì – kg/m2 để tăng cường trình bão hịa khí CO2 VI.U CẦU KỶ THUẬT ĐỐI VỚI GIỐNG NẤM MEN SẢN XUẤT BIA Nấm men bia phải nhân giống từ chuẩn khiết đời men giống sử dụng – 10 chu kỳ lên men Giống nấm men phải thích ứng với điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần môi trường….Trong sản xuất phải huấn luyên để chúng thích ứng Số lượng men giống phải đạt từ 8- 10.106 tế bào/1 cm3 cho vào để lên men dịch đường VII NHỮNG NẤM MEN GÂY HƯ HẠI TRONG SẢN XUẤT BIA Saccharomyces intermedium: xuất phát từ khơng khí khn viên nhà máy bia Nhiệt độ để hình thành bào tử 25oC trình xảy khoảng 26h Nấm men tồn nhiều dạng khác nhau:hình trứng, oval, cầu chuỗi xúc xích, nguyên nhân gây đục bia Saccharomyces validus: có khả tạo bào tử 25oC khoảng 28h, nguyên nhân gây đục bia,thường gặp lẫn với nấm men chìm, tính chất chúng gần với nấm men Hình dạng giống với loại (1) song chúng mập Saccharomyces turbidans:thường gặp lẫn với nấm men chìm, làm bia bị đục có vị đắng Nhiệt độ tối ưu để hình thành bào tử 29oC khoảng 22h Tế bào có dang hình cầu méo, thường bia chugs kết chùm chuỗi từ 4- tế bào Torula: nhóm nấm men dại gần nấm men thuộc nhóm saccharomyces Khả tạo bào tử yếu, sinh sản chủ yếu đường nẩy chồi, hiếu khí tùy ý khả tạo ethanol tói đa 0,9%, tạo nhiều este, dặc biệt acetatetyl Thường gặp chung malt tươi, nhà hầm lên men, máy hạ nhiệt độ nhanh…Torula làm cho bia đục, có mùi vị lạ đồng thời cản trở trình lọc bia Pseudosaccharomyces apiculatus: giả nấm men, không tạo bào tử, có dạng hình trái chanh, thường gặp với nấm men chìm, khơng có enzm invectaza maltaza nên không lên men saccaroza maltoza Mycoderma cerevisiae: thường gặp bề mặt bia sau lên men chính.Ở khoảng 10oC, chúng hoạt động yếu gây cho bia có lớp bọt thật mỏng bề mặt Tế bào có chiều dài khác nhau, đa dạng, hoạt động bia có độ rượu thấp làm cho bia có mùi vị khó chịu VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 Nguyễn Văn Thoa, Nguyễn Xuân Phương, Cơ sở lý thuyết kỷ thuật sản xuất thực phẩm, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1978 Lưu Duẩn, Lê Bạch Tuyết,Nguyễn Đình Thường, Hồng Đình Hồ, Các q trình cơng nghệ thực phẩm, tài liệu giảng dạy Đại học Bách Khoa, 1985 Hồng Đingf Hồ, Cơng nghệ sản xuất malt bia, Nhà xuất Khoa học Kỷ thuật, 2000 Trang web: http://www.sinhhocvietnam.com/vn Hết!!! 11 ... 115oC/15 phút) Lên men chính( cấy nấm men) Lên men phụ, ủ chín bia Thành phẩm V.1Q trình lên men - Đây pha dịnh chất lượng bia Tác nhân gây lên men loài Saccharomyces Để sản xuất bia nâu người... obergahrig.Nhóm lên men nổi, lên men yếu dịch đường hóa khơng lên men Melibioza 3- Saccharomyces cerevis typus Frohbery untergahrig.Nhóm lên men chìm, lên men mạnh dịch đường hóa ,và lên men Melibioza... NẤM MEN SẢN XUẤT BIA Nấm men bia phải nhân giống từ chuẩn khiết đời men giống sử dụng – 10 chu kỳ lên men Giống nấm men phải thích ứng với điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần môi trường….Trong