Tài liệu gồm file word và powerpoint về kỹ thuật lên men bia. Bao gồm kiến thức về các giống nấm men lên men bia và cách nuôi trồng dinh dưỡng cho nấm men, mục đích và cơ sở khoa học của quá trình lên men, kỹ thuật và thiết bị lên men bia.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU BIA NƯỚC GIẢI KHÁT TIỂU LUẬN LÊN MEN BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN THỨ 4, TIẾT 7-9, PHỊNG B302 LỚP 04ĐHTP NHĨM 10 Nguyễn Thị Ân Huỳnh Thị Xuân Kiều Mai Thị Ánh Nhi Trần Thị Minh Nhung Vũ Thị Oanh Nguyễn Thùy Trang TP.HCM, tháng năm 2015 2005130117 2005130054 2005130120 2005130127 2005130260 2005130101 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên DANH SÁCH NHÓM STT Họ Tên MSSV Nguyễn Thị Ân 2005130117 Huỳnh Thị Xuân Kiều 2005130054 Mai Thị Ánh Nhi 2005130120 Trần Thị Minh Nhung 2005130127 Vũ Thị Oanh 2005130260 Nguyễn Thùy Trang Nhóm 10 2005130101 Phân cơng Chương Word Power point Chương Word Power point Chương Word Power point Chương Word Power point Chương Word Power point Chương Word Power point Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên MỤC LỤC Chương Vi sinh vật lên men bia 1.1 Giới thiệu nấm men 1.2 Đặc điểm hình thái cấu tạo 1.2.1 Đặc điểm hình thái .6 1.2.2 Sự khác biệt hai chủng loại men 1.2.3 Cấu tạo 1.2.4 Thành phần hóa học 10 1.3 Các chất dinh dưỡng cho nấm men 11 1.3.1 Nước 12 1.3.2 Nguồn cacbon 12 1.3.3 Nguồn nitơ 12 1.3.4 Các chất khoáng 12 1.3.5 Các chất kích thích sinh trưởng 12 1.4 Sự hấp phụ chất dinh dưỡng tế bào nấm men .12 1.5 Các tiêu chí lựa chọn nấm men 13 1.6 Nhân giống nấm men sản xuất 14 1.7 Vai trò nấm men 16 Chương Mục đích sở khoa học trình lên men 17 2.1 Mục đích 17 2.2 Cơ sở khoa học trình lên men 17 2.2.1 Sinh tổng hợp sản phẩm trình lên men bia 17 2.2.2 Sinh tổng hợp sản phẩm bậc hai (sản phẩm phụ) 22 2.3 Hệ enzyme xúc tác trình lên men 26 2.4 Các giai đoạn xảy trình lên men bia: .27 2.5 Phương pháp lên men đại 28 2.5.1 Công nghệ lên men một pha: 28 2.5.2 Phương pháp bán liên tục 30 2.5.3 Phương pháp liên tục: 30 Nhóm 10 Lên men bia 2.6 GVHD: Phan Thị Hồng Liên Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men bia 31 2.6.1 Chất lượng nấm men sản xuất: 31 2.6.2 Lượng nấm men cấy vào ban đầu: 31 2.6.3 Nồng độ chất tan dịch đường houblon hóa: 32 2.6.4 Nhiệt độ dịch lên men: 32 2.6.5 Hàm lượng oxy oxy hóa khử: 33 2.6.6 Nồng độ sản phẩm lên men: 33 2.7 Sự cố trình lên men 34 Chương Thiết bị kỹ thuật thực .36 3.1 Thiết bị lên men liên hợp 36 3.2 Kỹ thuật thực .40 3.2.1 Chuẩn bị thiết bị 40 3.2.2 Nạp dịch lên men vào combitank lên men 40 3.2.3 Kỹ thuật lên men 42 3.2.4 Kỹ thuật lên men phụ 45 3.2.5 Điều chỉnh lên men phụ, tàng trữ .45 3.2.6 Vệ sinh, vô trùng combitank 46 Tài liệu tham khảo 46 Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên Chương Vi sinh vật lên men bia 1.1 Giới thiệu nấm men Nấm men 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 bia Nấm men có khả sống mơi trường dinh dưỡng có chứa đường, nito, photpho chất hữu cơ, vô khác Chúng vi sinh vật dị dưỡng có khả sống điều kiện hiếu khí yếm khí Có nhiều dịng men khác nhau, dịng men có đặc tính đặc thù riêng biệt chúng Phần lớn lồi men tḥc ngành nấm túi (Ascomycota), có mợt số lồi tḥc ngành nấm đảm (Basidiomycota) Mợt số lồi nấm, chẳng hạn Candida albicans Candida albicans gây nhiễm đợc nấm người (Candidiasis) Loài men người sử dụng phổ biến Saccharomyces cerevisiae, dùng để sản xuất bia, rượu vang từ hàng nghìn năm trước Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên Ngày giới có nhiều loại bia, hương vị đặc trưng loại bia phụ tḥc vào nhiều yếu tố, men bia đóng vai trò quan trọng Men bia vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thể lựa chọn để sản xuất loại bia khác nhau, có hai giống men ale(Saccharomyce cerevisiae) men lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác tùy theo loại bia sản xuất Men bia chuyển hóa đường thu từ hạt ngũ cốc tạo cồn, cacbon đioxit (CO 2) Trước chức men bia hiểu rõ trình lên men sử dụng loại men bia hoang dã Mặc dù loại bia, chẳng hạn bia lambic dựa phương pháp cổ phần lớn trình lên men ngày sử dụng loại men bia ni cấy có đợ tinh khiết cao Trung bình, hàm lượng cồn bia khoảng – 6% rượu theo thể tích, thấp tới 2% cao tới 14% mợt số trường hợp Mợt số nhà sản xuất bia đưa loại bia chứa tới 20% cồn Ngày với việc phát triển chung kỹ thuật lên men, việc cải tiến trang thiết bị chủng nấm men ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất nấm men đại 1.2 Đặc điểm hình thái cấu tạo 1.2.1 Đặc điểm hình thái Nấm men tḥc nhóm thể đơn bào 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 Có hai dạng nấm men nấm men chìm Nấm men lên men Sacchromyces cerevisiae dùng sản xuất bia ale Tế bào nấm men mẹ sau nảy chồi thường dính lại với tạo thành chuỗi tế bào nấm men hình dạng chủ yếu hình cầu hình oval với kích thước từ – 10μm Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên Đặc điềm hình thái: Sacchromyces cerevisiae sinh trưởng phát triển nhiệt độ cao, lơ lửng bề mặt chủ yếu, nhiệt độ lên men từ 10 – 25 oC Khi trình lên men kết thúc, tế bào kết chùm, thành chuỗi tạo lớp dày lên bề mặt với bọt bia làm cho khả tự bia chậm, khả lắng yếu nên phải lọc cẩn thận Nấm men lên men chìm tên Sacchromyces carlsbergensis, lên men nhiệt độ thấp dùng sản xuất bia lager Hầu hết tế bào sau nảy chồi thường đứng riêng lẻ cặp đơi, hình dạng chủ yếu hình cầu Thành phần hoá học tế bào chứa khoảng 75% nước, 15 – 45% protein chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, – 7% chất béo, – 9% chất vơ Đặc điểm hình thái: Sacchromyces carlsbergensis sinh trưởng phát triển nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ – 10oC Phân bố tầng sâu thiết bị Dễ kết lắng dễ tách lớp Do q trình lọc dễ đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men Nấm men sử dụng từ nấm men chủng, men giữ dạng men khơ, sau nhân giống trung gian đưa vào sử dụng trung sản xuất bia 1.2.2 Sự khác biệt hai chủng loại men 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 saccharoza - Ngoài chúng cịn khác khả hơ hấp, khả trao đổi chất lên men khả hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất nấm men chìm chủ yếu xảy 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 đợ enzym thấp nấm men Khả tạo bào tử nấm men chìm lâu hạn chế nấm men - Bia nhẹ bia nặng hai loại ia lên men chủng tương ứng S.uvarum S.cerevicies Sự khác công nghệ lên men: Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên Tên gọi nấm men hay chìm xuất phát từ quan sát trình lên men Nấm men nổi lên bề mặt dịch cuối q trình lên men Trong nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị kết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh khả lên men hết đường không nấm men Như sản xuất bia phương pháp lên men nổi, nấm men tách khỏi bia cách hớt bọt, lên men chìm xả cặn đáy thiết bị lên men Nấm men chìm cịn chia hai loại tùy tḥc vào khả kết lắng nấm men bụi nấm men kết - Nấm men bụi nấm men phân ly mịn dịch lên men lắng tư 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 bơng lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị Còn 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 đặc điểm nêu trên, hai loại nấm men cịn có nhiều đặc điểm sinh hóa khác dựa vào lực lên men đường disacarit melibioza chúng Nấm men chìm (S carlsbergensis) có chứa gen MEL Các gen tạo enzyme ngoại bào α – galactosidaza (melibiaza) có khả chuyển hóa đường melibioza Trong nấm men (S cerevisiae) khơng chứa gen MEL khơng chuyển hóa đường melibioza Nhiệt đợ lên men chủng khác nhau: nấm men chìm lên men – 12 oC, nấm men 14 – 25oC Theo công nghệ sản xuất bia truyền thống, nấm men chìm thường lên men nhiệt đợ 7-15 0C Khi kết thúc trình lên men chúng lắng xuống đáy thiết bị Còn lên men thực điều kiện nhiệt đợ từ 18-22 0C, cuối q trình lên men tế bào lên men kết thành chùm bị hấp thụ váo bọt khí CO lên bề mặt dịch lên men Như Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên sản xuất bia phương pháp lên men mổi, nấm men tách khỏi bia cách hớt bọt, cịn lên men chìm xả cặn đáy thiết bị So sánh đặc tính nấm men nấm men chìm Đặc tính Nấm men S.Cerevisiae Nấm Loại bia: Ale S carlsbergensis chìm Loại bia: Lager – 12oC o Nhiệt đợ lên 14 – 25 C men Cơ chất men Chủ yếu lên men đường đơn Lên men tốt glucose, maltose, (glucose, fructose), đường đơi galactose, fructose, saccharose, (saccharose, maltose), khó lên mannose raffinose men đường tam (raffinose) Khả lên Lên men mạnh bề mặt môi Lên men mạnh lịng mơi men trường trường Khả tạo Kết bơng bề mặt, bia khó Kết chùm lắng xuống đáy, bia bông, kết lắng tự nhiên 1.2.3 Cấu tạo tự nhiên Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota giới nấm Nấm men Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ từ 515 micromet, sinh sản cách nảy chồi hay bào tử Thành tế bào - Có đợ bền cao, chiều dày 150-250nm Trên thành tế bào cso lỗ nhỏ li ri với đường kính khoảng 3,6nm để nước đường, chất dinh dưỡng cần thiết cho tế bào qua đươc Thành tế bào chiếm khoảng 20% tổng khối lượng chất khô tế bào - Các tế bào thực nhiều qus trình nảy chồi có vết sẹo trịn thành tế bào, nơi tế bào tách khỏi tế bào mẹ Vùng sẹo chồi giàu chất Nhóm 10 Lên men bia GVHD: Phan Thị Hồng Liên chitin Trên thành tế bào có vết sẹo chồi tương ứng với tế bào mẹ , vị trí nảy chồi sau - Trong suốt q trình lên men, mợt số thành phần dịch đường lipit kết lắng iso-–axit houblon bao thành tế bào Hàm lượng iso-–axit hoa houblon cần phải điều chỉnh có mợt lượng thất theo sinh khối nấm men Tác đợng thành phần cặn thành tế bào nấm men khó đánh giá Khi thành phần dịch bao bọc vơ hiêu hóa vùng nhận liên quan tới khả kết lắng nấm men, sựu bao bọc cặn làm thay đổi tồn bợ diện tích bề mặt tế bào liên quan tới việc lọc bia - Thành tế bào có vai trị quan trọng việc xác định nấm men lên bề mặt hay chìm xuống trình lên men dịch đường Thành tế bào nấm men lên men kỵ nước tế bào nấm men chìm Người ta cho nguyên nhân từ thành phần photphat thành tế bào bên Các tế bào có tính kỵ nước cáo bám vào bong bóng bề mặt dung dịch mang điện tích dịch lên men Màng tế bào chất Nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển chất dinh dưỡng cho tế bào Tế bào chất Có mạng lưới nợi chất vị trí hệ thống enzyme khác đảm bảo vận chuyển vật chất cho tế bào cấu tử khác nahu bộ máy Golgi, Lysosom, không bào Trong tế bào chất nhân chứa thông tin di truyền cho tế bào thành phần liên quan trình sinh tổng hợp sinh sản tế bào Năng lượng cung cấp cho tế bào qua phản ứng xảy ty thể nằm tế bào chất Ngoài cịn có hạt glycogen, hạt mỡ trữ chất dinh dưỡng cho tế bào 1.2.4 Thành phần hóa học Tế bào nâm men chứa đến 80% nước Bởi vậy, nấm men bia ép tỉ lệ giứa trọng ướt trọng lượng khô 4:1 Nguyên tố chủ yếu cacbon, chiếm