Công nghệ sản xuất malt và bia

• Định nghĩa về bia: Là loại thức uống có truyền thống lâu đời, độ cồn thấp, có giá trị dinh dưỡng cao và đặc biệt là cung cấp enzyme cho hệ tiêu hóa. Đây là một sản phẩm công nghệ sinh học và được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và không được chưng cất sau lên men. Nguyên liệu chính để sản xuất bia là đại mạch (malt), hoa houblon, nấm men và nước

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SINH HỌC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 MỤC LỤC Phần 1: TỔNG QUAN 1.1 1.2 Giới thiệu bia .3 Đại mạch( Malt) .3 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER 1.3 1.4 1.5 GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Hoa Houblon Nước Giống VSV lên men bia 11 Phần 2: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA 14 2.1 Công nghệ sản xuất malt .14 2.1.1 Ngâm đại mạch .15 2.1.2 Ươm mầm đại mạch 17 2.1.3 Sấy malt tươi 18 2.1.4 Tách rễ 20 2.1.5 Bảo quản .20 2.2 Công nghệ sản xuất bia 20 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 22 2.2.2 Đường hóa nguyên liệu 24 2.2.3 Lọc bã, nấu hoa làm lạnh dịch đường 26 2.2.4 Lên men 28 2.2.5 Lọc 29 2.2.6 Hoàn thành sản phẩm 30 Phần 3: SẢN PHẨM 31 3.1 Phân loại sản phẩm .31 3.2 Các tiêu chuẩn sản phẩm .38 Phần 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Phần 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu bia • Định nghĩa bia: Là loại thức uống có truyền thống lâu đời, độ cồn thấp, có giá trị dinh dưỡng cao đặc biệt cung cấp enzyme cho hệ tiêu hóa Đây sản phẩm cơng nghệ sinh học sản xuất q trình CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI lên men đường lơ lửng môi trường lỏng không chưng cất sau lên men Nguyên liệu để sản xuất bia đại mạch (malt), hoa houblon, nấm men nước 1.2 Đại mạch (Malt) • Các loại đại mạch: Đại mạch thuộc họ lúa mì Graminenae, chi Hordeum - Đại mạch hai hàng: Được dùng chủ yếu cho công nghiệp sản xuất bia Hạt phát triển tốt, tròn đều, vỏ trấu mỏng - Đại mạch bốn hàng đại mạch sáu hàng: Được dùng chủ yếu làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, số nước dùng loại đại mạch để làm bia Đại mạch hàng có lớp vỏ trấu dày giàu enzyme cho sản lượng lớn Đại mạch hàng dùng để sản xuất số chủng bia tiếng N0 1337, N0 1241, Hình 1.1 Đại mạch hàng Hình 1.2 Đại mạch hàng CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Hình 1.3 Bia Ale N0 1337 Hình 1.4 Bia WHFD Local N0 1241 • Cấu trúc hạt đại mạch: Gồm phần vỏ, nội nhũ phơi - Vỏ: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER    - GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Vỏ trấu: Hầu hết loại đại mạch bao bọc bên ngồi lớp vỏ trấu cơng cụ để bảo vệ quan bên hạt Thành phần hóa học vỏ trấu cellulose kết hợp chặt với nhờ chất khoáng lignin Vỏ trấu cấu tử chiếm nhiều trọng lượng vỏ đại mạch Vỏ quả: Dưới lớp vỏ trấu vỏ với cấu trúc ba lớp tế bào khiến cho lớp vỏ dai bền vững Vỏ hạt: Dưới lớp vỏ lớp vỏ hạt gồm hai lớp tế bào có vai trị màng bán thấm (chỉ cho nước vào hạt đồng thời giữ chất hịa tan hạt khơng bị hao hụt bên ngoài) Nội nhũ: Là phần lớn đồng thời phần giá trị hạt Ngoài nội nhũ lớp aleurone giàu protein chất béo, đường, pentosan, vitamin chất xơ Dưới lớp aleurone (lớp cám) phần nội nhũ thật hạt cấu trúc gồm tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy hạt tinh bột, protein, cellulose, chất béo, chất xơ đường - Phôi: Là phần sống hạt, chiếm khoảng 2.5 – 5% trọng lượng hạt có vai trị quan trọng đặc biệt khơng sống mà công nghiệp sản xuất bia Quá trình biến hạt đại mạch thành hạt malt đặt tảng nảy mầm hạt, tức phát triển phôi Phôi coi nhà máy sản xuất enzyme mà thiếu sở lý thuyết q trình sản xuất malt coi sụp đổ Vỏ Hình 1.5 Cấu tạo đơn giản hạt đại mạch CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER • GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Thành phần hóa học: - Nước: Ảnh hưởng lớn đến trình vận chuyển bảo quản hạt Độ ẩm cao kích thích q trình hơ hấp tự bốc nóng hạt làm hao tổn chất khô Hàm hượng nước cao tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoại sinh, gây thối rửa hạt phát triển Người ta xác định hàm ẩm tối đa cho phép đưa vào bảo quản 13% - Glucid:  Tinh bột: Là cấu tử có ý nghĩa quan trọng công nghệ sản xuất bia, chiếm nửa khối lượng chất khô hạt đại mạch Đối với công nghệ sản xuất malt bia tinh bột vừa nguồn thức ăn dự trữ cho phơi vừa cung cấp chất hịa tan cho dịch đường trước lúc lên men Tinh bột tìm thấy nhiều nội nhũ Điểm hồ hóa đại mạch 80 0C, tính chất hồ hóa tinh bột có ý nghĩa lớn cơng nghệ sản xuất bia: tinh bột hồ hóa đường hóa nhanh triệt để  Cellulose: Phân bố chủ yếu lớp vỏ trấu, cấu trúc dai cellulose nên khơng tan nước, khó bị phân cắt không bị thay đổi mặt cấu trúc suốt q trình sản xuất bia Nó có vai trị quan trọng q trình lọc dịch đường lớp vỏ trấu vật liệu tạo màng lọc phụ lý tưởng  Hemicellulose: Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên thành tế bào Dưới tác dụng nhóm enzyme sitase, hemicellulose bị thủy phân thành galactose, mantose, arabinose xilose Tất đường đơn hòa tan bền vững vào dịch đường tạo thành chất chiết, nguồn cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men  Các chất pectin chất dạng keo: Sự tồn chất mang tính chất hai mặt, làm cho dịch có độ nhớt cao dẫn đến khó lọc bên cạnh lại tạo cho bia có vị đậm đà làm tăng khả giữ bọt sản phẩm  Saccharid thấp phân tử: Chủ yếu đường đôi saccharose đường đơn glucose fructose Chúng đóng vai trị với phát triển phôi vào đầu giai đoạn ươm mầm - Các hợp chất chứa nito: Có lớp aleurone nội nhũ, gồm protid phi protid CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Protid: Là số quan trọng sau tinh bột để đánh giá hạt có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia hay khơng Trong q trình thủy phân protid tạo melanoid – hỗn hợp màu vàng óng, có vị thơm dịu, nhân tố định hương vị bia đen  Các hợp chất nito chứa phi protid: Gồm albumose, pepton, peptide, polypeptide acid amin Các chất ảnh hưởng đến việc giữ bọt, hương vị bia, nguồn cấp nito cho nấm men tồn bia hợp phần dinh dưỡng Các hợp chất khơng chứa nito: Gồm fitin, vitamin, chất khống, chất béo lipoid Trong có polyphenol tạo vị đắng chát khó chịu cho bia cần loại bỏ chúng cách ngâm hạt vào môi trường kiềm nhẹ  - - Hệ enzyme: Phụ thuộc vào chất bị phân hủy, enzyme thủy phân chia thành ba nhóm: carbohydrase, protase, esterase Quan trọng hết cơng nghệ sản xuất bia nhóm enzyme diastase thuộc nhóm cacbohydrase Diastase phân cắt tinh bột thành đường dextrin Diastase gồm hai enzyme : α-amylase β-amylase   α-amylase (enzyme dịch hóa): Cắt tinh bột thành glucose dextrin, làm giảm độ nhớt dịch cháo Là enzyme chịu nhiệt chịu chua Nhiệt độ tối ưu 700C pH 5,7 β-amylase (enzyme đường hóa): Cắt tinh bột thành maltose dextrin, điều kiện tối ưu 630C pH 4,7 1.3 Hoa Houblon Hoa houblon nguyên liệu đứng sau đại mạch công nghệ sản xuất bia Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng làm tăng khả tạo giữ bọt, làm tăng độ bền keo ổn định thành phần sinh học sản phẩm Trong công nghệ sản xuất bia người ta dùng hoa chưa thụ phấn • Thành phần hóa học hoa houblon: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Trong cấu tử có giá trị chất đắng, tiếp đến tinh dầu thơm thứ ba polyphenol: - - - Chất đắng: Vai trò chất đắng sản xuất bia vô to lớn Chúng làm cho bia có vị đắng dịu, tạo đặc tính cảm quan đặc biệt bia Khi hòa tan vào dịch đường tồn bia, chất đắng hợp chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp bia có khả giữ bọt lâu Với nồng độ thấp, chất đắng có khả ức chế mạnh phát triển vi sinh vật Vì chúng có tính kháng khuẩn cao nhờ làm tăng độ bền sinh học sản phẩm Tinh dầu thơm: Tinh dầu thơm hoa houblon hòa tan vào dịch đường tồn bia tạo cho thành phẩm có mùi thơm nhẹ đặc trưng Tinh dầu thơm có mùi mạnh dễ bay nhiệt độ thường Vì thời gian đun sơi dịch đường với hoa houblon, có đến 98% lượng tinh dầu thơm bay theo nước, lại 2% tồn bia Polyphenol: Vai trò polyphenol dùng để kết lắng loại bỏ hợp chất protid cao phân tử (nguyên nhân gây đục cho sản phẩm) khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần tăng độ bền bia thành phẩm CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BEER GVHD: NGUYỄN THỊ CẨM VI Hình 1.6 Hoa bia (hoa houblon) 1.4 Nước Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm đến 77- 90%, với tỉ lệ lớn ta nói nước ngun liệu để sản xuất bia • Thành phần hóa học nước sản xuất: nước mềm, uống được, trong, khơng mùi khơng vị Hàm lượng Mg2+ < 100 mg/L; Fe