Vệ sinh Thực phẩm ứng dụng Vi sinh vật trong sản xuất bia

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ………… BÀI TIỂU LUẬN VI SINH THỰC PHẨM ĐỀ TÀI :ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA GVHD : Ths.Vũ Thị Lâm An Nhóm: Tên: Nguyễn Thị Quản An Đặng Thị Anh Ngô Thị Thùy Ân Nguyễn Thị Mỹ Diễm MSSV: 11156096 11156018 11156022 11156098 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Mục lục A Mở đầu B Tổng quan .4 I Khái quát Lịch sử Sơ lược bia II Nguyên liệu Nước Thóc matl Hoa houblon Nấm men Chất phụ gia Tinh bột .8 III Nấm men sử dụng sản xuất bia .8 Đặc điểm hình thái cấu tạo Đặc điểm phân loại nấm men 10 Vai trò nấm men .12 Giữ giống bia 12 Nuôi cấy giống men bia 13 IV Quy trình cơng nghệ .14 Quy trình sản xuất bia .14 Quá trình lên men bia 17 Một số yếu tố ảnh hưởng trình lên men chất lượng bia 18 V Đánh giá chất lượng bia 20 Chỉ tiêu cảm quan 20 Chỉ tiêu hóa lý 21 Chỉ tiêu vi sinh 21 VI Sinh vật gây hại sản xuất bia .21 Nấm men 21 Vi khuẩn 24 Nấm mốc 24 C Tổng kết 24 Phục lục ảnh .26 Tài liệu tham khảo 26 Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA A MỞ ĐẦU Xã hội ngày phát triển, khoa học kỹ thuật ngày tiên tiến, nhu cầu sống người ngày nâng cao vấn đề chăm sóc sức khoẻ đặt lên hàng đầu Con người biết vận dụng nhiều ứng dụng khoa học vào chế biến, sản xuất nhiều thực phẩm, đồ uống giàu dinh dưỡng nhằm phục vụ đáp ứng nhu cầu thiết yếu hàng ngày Vấn đề tìm hiểu phát enzyme, vi sinh vật có tác dụng tốt nhằm đưa vào để chế biến thực phẩm bổ dưỡng cho người tạo nên đa dạng sản phẩm thị trường Trong sản phẩm bia loại đồ uống ứng dụng từ lên men vi sinh vật Bia sản xuất từ nguyên liệu đại mạch ươm mầm, hoa houblon nước với quy trình cơng nghệ đặc biệt, bia có tính chất cảm quan hấp dẫn với người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO cao (4-5g/l) giúp thể giải khát cách triệt để ta uống Ngoài việc cung cấp lượng Calo lớn bia, chứa phức hệ enzim có tác dụng kích thích tiêu hóa Vì sử dụng rộng rãi hầu hết quốc gia giới với sản lượng ngày tăng Ngày bia phát triển rộng rãi khắp tỉnh thành nước Ngoài nhà máy bia lớn nước nhà máy bia Sài Gòn, nhà máy bia Hà Nội,….Cịn có nhà máy bia nước ngồi Huda Huế, Heineken Hà Tây Để hiểu bia công dụng nấm men sản xuất bia, nhóm xin trình bày đề tài : “ứng dụng vi sinh vật sản xuất bia” Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA B TỔNG QUAN I Khái quát Lịch sử • Thời kỳ Ai Cập cổ đại - 5000 TCN, người Sumerien Assyrien sản xuất đồ uống lên men từ hạt ngũ cốc - 4000 TCN, bia Ai Cập = bia nhà quí tộc - 2000 TCN, thời vua Hammourabi, người Babilon viết thành sách nguyên tắc nấu bia • 1500 trước CN - Đã tìm thấy dấu vết sảm xuất bia Đan Mạch - Các nước châu Âu biết đến sản phẩm bia từ - Tạo hương cây, cỏ thảo mộc có vị đắng hương thơm • Thế kỷ thứ VIII - Phát hoa Houblon - Bảo quản bia lâu hơn, tạo hương vị đặc biệt - Thay cỏ thơm khác - Nhờ tính kháng khuẩn hoa houblon, bia có chất lượng tốt • Thời kỳ Louis Pasteur - Trong cách mạng Pháp: thời kỳ tàn phân xưởng bia nhà thờ - Thời Napoleon: xưởng bia khôi phục - 1880: bước ngoặt ngành sản xuất bia + Louis Pasteur phát chất trình sản xuất bia + Lên men tự nhiên => tuyển chọn chủng giống (hương vị ổn định, chất lượng tăng) + Bảo quản bia = đun nóng 70oC (Thanh trùng Pastuer) • Thời đại - Từ đầu TK XX, SX bia phát triển mạnh => gặp cú sốc (do chiến tranh) - Từ 1946, NCKH phát triển nhanh, ngành CNSX bia phát triển Sơ lược bia Nấm men Dịch đường malt +hoa houblon Bia Lên men nhiệt độ thấp Vai trò bia khẳng định từ 5000 năm trước công nguyên ngày không nước giới không sản xuất tiêu thụ bia Có nhiều nước mức sản xuất tiêu thụ bia 140 – 160 lít/năm cho đầu người, nước ta mức độ khoảng – lít Thành phần bia gồm có: 80 – 90% nước; 1,5 – 7% cồn; – 10% chất hòa tan; 0,3 – 0,4% CO2 Chất hòa tan chủ yếu hydratcacbon (dextrin, maltoza, glucoza pentoza), protein sản phẩm thủy phân (albumoza, pepton, axit amin), chất khoáng (muối kali, natri, phosphor, nhôm, canxi, mangan…), số axit hữu cơ, vitamin (B1, B2, B6, PP, biotin) chất đắng, chất thơm hoa houblon Độ bia người ta tính số % chất hòa tan đơn giản hàm lượng đường dịch đưa vào lên men Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Lên men tiến hành nhiệt độ thấp thời gian dài Vì vậy, CO tạo thành hòa tan bia phần lớn dạng liên kết Khi ta uống, CO2 hóa thu nhiều nhiệt thể làm cho khối cảm có tính giải khát cao Ngồi ra, bia thức uống có độ dinh dưỡng tiêu hóa cao Nó có tác dụng thơng tiểu tiện, kích thích tiết mật, tăng tiêu hóa (bản than bia dễ dàng hấp thụ qua màng ruột) Từ thời xa xưa người Babilon (vùng Irac, Trung Đông ngày nay) đã sản xuất thứ đồ uống giống bia từ hạt ngũ cốc Cách làm truyền sang Ai Cập, Ba Tư, Hy Lạp làm bia từ đại mạch Hiện Etiopi có nơi sản xuất bia theo người Babilon cổ xưa Dần dần bia sản xuất rộng rãi tồn Châu Âu (nhưng chưa có houblon) mà dùng số khác từ cỏ mùi thơm Đến kỉ IX vùng Đơng Nam Âu có loại hoa houblon (dịch theo âm Hán – Việt “hốt bố”) đua vào chế biến bia từ định ngày Như vậy, bia chế biến chủ yếu từ đại mạch nảy mầm, hoa houblon, nguyên liệu phụ gạo, ngô nước Ở nước ta nghề làm bia phải nhập thóc malt, hoa hoblon có nguồn nước nguyên liệu gạo nội địa II NGUYÊN LIỆU Nước Nước coi nguyên liệu sản xuất bia Chiếm 77 – 90% trọng lượng bia Nước đóng vai trị quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia đặc biệt hương vị bia thành phẩm Các số quan trọng nước là: độ cứng, độ oxy hóa vi sinh vật Nước dùng lên men nói chung phải đạt tiêu chuẩn dùng cho nước uống, khơng có mùi vị, khơng màu, suốt, đặc biệt khơng cho phép có mùi ammoniac, vết kim loại nặng (thủy ngân, bari, ….) Hình 1: Nước Nước dùng sản xuất bia nước mềm, nước cứng cần phải xử lý Nước có sắt mặn khơng dùng cho nấu bia Nước xí nghiệp sản xuất bia nên có hệ thống: cung cấp nước mềm cho nồi nấu bia; cung cấp nước tẩy trùng dùng làm vệ sinh đường ống thiết bị; nước sinh hoạt làm nguội Yêu cầu chất lượng nước tùy theo mục đích sử dụng: •Nước dùng nấu bia: muối cacbonat bicacbonat hòa tan chất đắng, chất chát vỏ malt (Na2CO3) làm cho bia có vị đắng khó chịu •Nước rửa nấm men: sạch, khơng chứa nhiều hợp chất hữu đặc biệt không chứa vi sinh vật •Nước rửa thiết bị: có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt khơng chứa NH3 muối nitrit Thóc malt: Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Thóc malt ngun liệu để nấu bia Thóc malt loại ngũ cốc nảy mầm có hoạt tính enzyme amylaza proteaza, có mùi thơm hạt sấy khô Nguyên liệu làm đại mạch, lúa mì, mạch đen, kê, lúa tẻ,… ngơ nảy mầm Trong đại mạch nguyên liệu số để sản xuất bia Do vậy, nói thóc malt hiểu đại mạch nảy mầm Hình 2: Thóc malt Trong đại mạch có loại bơng hàng hạt nguyên liệu làm thóc malt tốt So với loại đại mạch hàng hạt loại hạt to hơn; chứa nhiều tinh bột (61% - 64%), protein ( 8% - 14%) Đại mạch nói chung giàu protein Trong trình nấu bia, sản phẩm thủy phân protein tạo cho bia phức chất giữ bọt tốt hơn, có vị đậm đà Song giàu protein nên trình nấu bia phức tạp làm cho bia bền Để sản xuất bia, thóc đại mạch ngâm cho nảy mầm điều kiện kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ, độ ẩm, nhờ đó, chất lượng malt thực ổn định đảm bảo Nhiệt độ cần bảo quản ≤ 300C Thời hạn tối đa bảo quản: năm Hiện có loại malt: malt vàng malt đen Ngoài cịn có số malt đặc biệt để sản xuất loại bia đặc biệt: • Malt caramen: loại malt sản xuất từ đại mạch tốt, có chất lượng đặc biệt sấy với chế độ riêng Loại malt dùng để sản xuất bia đen,có hương vị caramen có độ sánh cao có mùi thơm mạnh, nhiều bọt • Malt cà phê: malt sấy nhiệt độ cao, có màu vàng đậm màu cà phê rang Malt cà phê loại malt có hàm lượng protein cao chứa nhiều melanoid Người ta thường sấy loại malt đến nhiệt độ cao Màu bia phụ thuộc nhiều vào chế độ sấy malt Do sản xuất bia, người ta Hình 3: Các lồi đại mạch quan tâm nhiều đến chế độ sấy màu bia thành phẩm malt tương ứng Các loài đại mạch màu bia thành phẩm tương ứng Hoa houblon: Hoa houblon nguyên liệu thứ hai sau đại mạch Cây houblon có tên khoa học Humulus lupulus L Đây loại leo phân tính, thuộc họ Gai dầu, trồng nước vùng ôn Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA đới Hoa dùng sản xuất bia, tạo hương vị đặc biệt Phía cánh hoa có số lượng lớn hạt màu sáng dính Đó sản phẩm tạo từ tuyến hoa mang mùi vị thơm, vị đắng Một điểm đáng lưu ý hoa đực hoa sinh hai khác Hoa chưa thụ phấn dùng làm nguyên liệu sản xuất bia Vì phải nhổ bỏ sớm hoa đực kịp thời, không, hoa bị thụ phấn, tạo hạt, giảm chất lượng hoa sản xuất bia Khi hoa houblon chín, phần hình nón xuất hạt trịn có Hìnhhiện 4: Hoa Houblon màu xanh óng ánh nhờn dính Đó hạt lupulin – phần giá trị hoa Những hạt có chứa chất thơm, chất có vị đắng đặc trưng, nhờ bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt lâu tan giữ sản phẩm chất thời gian bảo quản kéo dài Hoa houblon trồng nhiều nước giới Cộng hòa liên bang Đức, Ba Lan, Pháp,… Trong Tiệp Khắc (nay Cộng hòa Séc Cộng hòa Slovakia) nước trồng hoa có chất lượng, bọt lâu tan giữ phẩm chất thời gian bảo quản kéo dài Đến người ta chưa tìm nguyên liệu thay cho hoa houblon sản xuất bia Hoa houblon có dạng chế phẩm: dạng viên dạng cao hoa  Thành phần Hình 5: Hoa Houblon dạng viên hóa học: Chất đắng: tạo vị đắng dịu, tạo sức căng bề mặt giúp bia giữ bọt tốt, ức chế phát triển VSV Tinh dầu thơm: tạo mùi thơm đặc trưng (terpen, rượu, ceton, aldehyt, este acid, hydrocacbon (75%)) Polyphenol: lắng kết loại bỏ hợp chất protit cao phân tử khỏi dịch đường, ổn định thành phần tăng độ bền keo bia thành phẩm Ngoài acid đắng nhựa đắng ra, tanin có thành phần hoa houblon có ý nghĩa định sản xuất bia, tham gia q trình kết tủa protein làm tăng tính ổn định bia Nấm men Nấm men dùng sản xuất bia thuộc saccharomyces Nấm men có kích thước – 9µm, chúng sinh sản cách nảy chồi thuộc loại hiếu khí khơng bắt buộc Trong điều kiện có oxy, chúng tham gia trình lên men tạo C2H5OH, CO2 sản phẩm lên men khác Trong sản xuất bia, người ta sử dụng nấm lên men (Saccharomyces Cerevisiae) nấm lên men chìm (Saccharomyces carsbergensis, S uvanium) Các chất phụ gia Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA - Nhóm chất dùng để xử lý nước: muối sulfit hay sulphate natri, hợp chất có chứa chlor, acid… - Nhóm chất dùng để chống oxy hóa cho bia - Các chế phẩm enzyme - Nhóm chất dùng cho q trình thu hồi bia - Nhóm chất trợ lọc làm dịch đường, bia, nước Các nguyên liệu tinh bột Đây nguyên liệu phụ dùng sản xuất bia nhằm cung cấp tinh bột với thóc malt chuyển thành đường maltoza q trình đường hóa Các nguồn ngun liệu gạo, ngơ, mì, mạch đen, cao lương, sắn khoai tây Trong số thường dùng gạo tẻ, ngơ tách phơi hạt mì Khi dùng để đường hóa chúng nghiền nhỏ thành bột, cho vào nấu qua khâu hồ hóa, dịch hóa đường hóa Các loại hạt dùng cho bia phải chọn loại tốt: hạt mẩy đều, khơng có hạt lép, hạt mốc, mọt Nên dùng gạo xát không cần xát kỹ Ngồi ra, đường hóa thấy dịch chưa đủ nồng độ đường cần thiết bổ sung thêm đường saccaroza dạng đường kính, đường hoa mai đường nấu III NẤM MEN SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT BIA Đặc điểm hình thái cấu tạo a) Khái quát 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 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 hố chất thành dạng cần thiết cho trình phát triển lên men nấm men tiến hành 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 (Saccharomyces cerevisiae) men lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác tùy theo loại bia sản xuất Các nòi men bia dùng sản xuất thường gọi “giống men bia” Đó nịi chuẩn tách hay phân lặp từ tế bào Sử dụng giống chủng làm cải thiện chất lượng sản phẩm, làm giảm tác nhân gây hư hỏng xuất mùi vị lạ không mong muốn Lên men ổn định đồng hóa hơn, bia nhận đồng chất lượng thành phần b) Cấu tạo: Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycestaceae, nghành Ascomycota, thuộc giới nấm Nấm men Saccharomyces gồm thành phần chủ yếu sau: + Vách tế bào + Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào có cấu tạo chủ yếu Lypoprotein giữ vai trò vận chuyển chất dinh dưỡng cho tế bào + Tế bào chất gồm có lưới nội chất vị trí có nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo vận chuyển vật chất cho tế bào cấu tử khác máy Golgi, Lysosom, không bào, chứa sản phẩm bị phân cắt hay chất độc lạ có hại cho tế bào Trong tế bào chất có chứa thơng tin di truyền cho tế bào Hình 6: Cấu tạo nấm men 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 Ngồi cịn có hạt glycogen, hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào c) Thành phần hóa học: Thành phần hóa học nấm men Saccharomyces khác tùy thuộc vào điều kiện môi trường ni cấy tình trạng sinh lý tế bào Nấm men ép có chứa 70-75% nước, 25-30% cịn lại chất khô Nước bao gồm phần nước nằm bên tế bào khoảng trống giữ tế bào, nước nằm bên tế bào ( nội bào ) phần nước nằm bên tế bào chất tế bào Lượng nước khác tùy thuộc vào chủng nấm men, kĩ thuật nuôi cấy phương pháp thu tế bào Vd: ni mơi trường NaCl lượng nước tế bào giảm Bảng 1: Ảnh hưởng NaCl lên phân bố độ ẩm nấm men Phương pháp nuôi Phân bố nấm men Phân bố độ ẩm nấm % men % Lượng chất khô Độ ẩm Ngoại bào Nội bào Không thêm NaCl 27 73 22 51 Thêm NaCl vào môi trường nuôi 31 69 22 47 - Thành phần chất khô tế bào nấm men bao gồm protein chất có Nitơ khác chiếm 50%, chất béo 1,6%, hydrat cacbon 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro 7,6% Thành phần chất khơng ổn định, thay đổi q trình ni cấy q trình lên men Trang | VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA - Hydrat cacbon gồm : polysaccharic, glycogen, trehalose( 12-12,5%), mannan(18,7-24,9%), glucan(9,47-10.96%) chitin - Chất mỡ nấm men mỡ trung tính glycerol, photphat lipid, sterol tự nhiều este - Tro : chiếm 6.5-12% lượng chất khô nấm men Đặc điểm phân loại nấm men a) Nấm men - 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 - 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 – 250C 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 b) Nấm men chìm Hình : Nấm men - 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 đôi, hình dạng chủ yếu hình cầu Thành phần hố học tế bào chứa khoảng 75% nước, 15 – 45% protein chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, – 7% chất béo, – 9% chất vô - Đặc điểm hình thái: tế bào Sacchromyces carlsbergensis hình ovan, có kích thước 6-12 μm , sinh sản cách nảy chồi Rất khó tạo thành bào tử( nấm men dễ sinh bào tử hơn) Sinh trưởng phát triển nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ 6-8 oC, nấm men chết nhiệt độ 50-600C 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 khô, sau nhân giống trung gian đưa vào sử dụng trung sản xuất bia Trang | 10 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA 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 Bảng 2: So sánh đặc tính nấm men nấm men chìm Đặc tính Nấm men S Cerevisiae Nấm men chìm Loại bia : Ale S.carlsbergensis Loại bia: Lange Nhiệt độ lên 14 - 250C 6-80C men Cơ chất 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 Lên men mạnh lịng mơi men mơi trường trường Khả tạo Kết bơng bề mặt, bia khó Kết chùm lắng xuống đáy, bia bông, kết tự nhiên tự nhiên lắng Song , khía cạnh khác, men chìm dễ kết lắng nên bề mặt tiếp xúc tế bào nấm men với thành phần dinh dưỡng có mơi trường bị hạn chế Vì thời gian lên men bị kéo dài, tính kinh tế hiệu Đó lý làm cho men chìm dùng sản xuất bia ngắn ngày Vai trị nấm men - Nấm men đóng vai trị quan trọng cơng nghiệp sản xuất bia Nhờ đặc tính sinh dưỡng nấm men q trình chuyển hóa dịch đường thành rượu (C2H5OH) sinh khí CO2 thành phần bia, tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loại nấm men mà tạo mùi vị khác - Các loại nấm men lên men bia thuộc loại yếm khí tùy tiện Khi có oxy chúng tăng sinh khối nhờ hô hấp tế bào, khơng có oxy chúng lên men tạo thành ethanol CO2 theo phương trình: Đường + Nitơ amine tự + Nấm men + Oxy → Ethanol + CO2 + Nấm men Giữ giống bia Những nòi men bia khiết tách từ tế bào, nuôi cấy bảo quản cho giữ tích chất ban đầu chúng Trong bảo quản trình sống men giống xảy chậm hạn chế phát triển chúng Giữ trạng thái tiềm sinh áp dụng phương pháp bảo quản nhiệt độ thấp – 40C ( không 80C), đông khô, dạng bào tử kỵ khí Cố giáo sư Vexelov ( Nga) cho rằng, muốn giữ đặc tính quý giống cần phải định kỳ cho giống điều kiện tiềm sinh sản xuất lại đưa vào bảo quản theo nguyên tắc “sống” “làm việc” Trang | 12 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Bảo quản giống cần thiết 5-80C bảo hịa CO2 giữ tính chất ban đầu, nâng cao khả lên men cải thiện mùi vị bia Nuôi cấy giống men bia Nuôi cấy giống men bia sản xuất theo nguyên tắc tăng dần thể tích số lượng tế bào để đảm bảo khả lên men: giống từ ống nghiệm cấy qua bình, thùng chuyển vào thùng lên men Đầu tiên giống ống nghiệm chuyển vào bình 300ml dịch nước malt, giữ 18 – 25 0C tới phát triển mạnh Từ chuyển qua bình – lit có – lit dịch đường malt có hoa houblon ni nhân giống 18 – 25 0C Tiếp ni giống thùng 200 – 400 lit với 100 – 200 lit môi trường 12 0C Tỷ lệ tiếp giống 10% Đến giống sinh trưởng mạnh thùng tiếp giống vào thùng lên men Q trình nhân giống men bia chuẩn phịng thí nghiệm giời thiệu hình Dịch đường malt - houblon cịn nóng cho vào bình trùng nóng, sau làm lạnh chuyển sang bình Tiếp giống từ bình nhân giống phịng thí nghiệm vào dịch bình Ni khoảng ngày đến sủi bọt mạnh có nghĩa men tốt chuyển sang bình có đầy dịch trùng Trước chuyển giống từ bình sang 3, người ta giữ lại 10 lit giống chứa vào bình nhỏ bên cạnh Mẻ dùng giống gốc từ bình khơng cần phải nhân giống phịng thí nghiệm Sử dụng lại men sau lên men chính: cặn men thùng lên men sau chuyển dịch vào lên men phụ chia làm lớp : lớp tế bào già, có lực lên men yếu; lớp tế bào trẻ có khả lên men mạnh, lớp tế bào có kích thước nhỏ khả kết lắng với vẩn cặn protein houblon Chỉ nên dùng lại lớp men sau xử lý IV QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Quy trình sản xuất bia Trong phần đề cập đến nguyên liệu dùng để sản xuất bia Các nguyên liệu trước hết phải đường hóa hàm lượng tinh bột có thóc matl, gạo ngơ (là ngun liệu phụ) Q trình đường hóa khơng có tham gia vi sinh vật tác nhân chuyển hóa tinh bột thành đường enzym có thóc malt Khi có dịch đường người ta nấu với hoa houblon cho nấm men bia vào dịch để lên men Bia loại sản phẩm lên men không chưng cất Lên men bia cơ chế trình tương tự lên men rượu etylic, song có đơi điều khác biệt nấm men bia nịi lên men rượu phát triển nhiệt độ thấp sản xuất bia cần cung cấp lạnh nhiều xí nghiệp bia, đặc biệt vùng nhiệt đới nước ta, phải trang bị hệ thống làm lạnh cấp lạnh tốn • Sơ đồ quy trình Trang | 13 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA • Giải thích quy trình a) Ngun liệu Malt bị lẫn số tạp chất rơm rạ, bụi, kim loại…tách tạp chất trình làm nguyên liệu trước đưa vào sản xuất Yêu cầu q trình tách tạp chất khơng gây biến đổi hóa học bên hạt nguyên liệu b) Nghiền: Mục đích : Giảm kích thước nguyên liệu, chuẩn bị cho trình nấu dịch nha Nhằm phá vỡ cấu trúc hạt, cấu trúc tế bào, tạo điều kiện thụân lợi cho xâm nhập nước vào thành phần nội nhũ nhanh thúc đẩy trình sinh lý, sinh hố xảy ngun liệu nấu nhằm thu nhận chất chiết trình nấu đạt hiệu cao, dịch đường có chất lượng tốt từ nguyên liệu ban đầu Trang | 14 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Vỏ trấu: Vì vỏ malt có nhiều tanin nên cần tránh làm nát vỏ để hạn chế lượng tanin trích ly vào dịch, làm cho bia có vị đắng khó chịu Mặt khác, mục đích việc giữ vỏ malt nguyên vẹn để sử dụng chất trợ lọc cho trình lọc dịch đường, giúp trình lọc sau thực dễ dàng hơn, kết tốt Do vậy, nên nghiền dập hay bẹp, không nên nghiền mịn Trong nội nhũ malt: chứa chủ yếu tinh bột, dextrin, đường, protein, sản phẩm thuỷ phân protein… nhiều hợp chất khác Các hợp phần nội nhũ nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường Nếu nghiền mịn dễ trích ly q trình lọc gặp khó khăn đến lúc rửa bã malt khơng thể chiết rút hết thành phần dinh dưỡng Tốc độ lọc, chất lượng q trình lọc, mặt khác phụ thuộc vào thể tích lớp lọc, mà đại lượng cuối lại phụ thuộc vào mức độ nghiền malt c) Nấu dịch nha: Mục đích cơng nghệ: khai thác Ngun liệu sau nghiền nhỏ hoà trộn với nước thiết bị đường hố Trong mơi trường giàu nước hợp chất thấp phân tử có sẵn nguyên liệu hoà tan vào nước trở thành chất chiết dịch đường sau Các hợp chất cao phân tử chất tinh bột, protein, hợp chất chứa phospho… bị tác dụng enzym có sẵn malt tương ứng amylaza, proteaza, phosphataza…khi nhiệt độ khối dịch nâng lên đến điểm thích hợp cho enzym hoạt động Dưới xúc tác hệ enzym thuỷ phân, hợp chất cao phân tử bị phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử hoà tan vào nước để nấm men sử dụng trình lên men Ngược lại, dịch chiết cần phải chất không mong muốn (ví dụ tanin vỏ trấu) tốt d) Lọc dịch nha rửa bã malt: Mục đích cơng nghệ:khai thác Q trình đường hóa tạo dịch đường giàu chất chứa nitơ dễ đồng hố Mục đích việc lọc tách dịch đường hay dịch hèm với vỏ phần nội nhũ hạt khơng tan Ngồi ra, người ta mong muốn giữ lại với bã với chất không mong muốn như: kim loại nặng, lipid…Quá trình lọc bã malt tiến hành theo bước: Bước đầu: lọc để tách pha lỏng (nước hợp chất hòa tan) khỏi hỗn hợp, thu nước nha để tiếp tục bước tiến trình cơng nghệ, cịn pha rắn – phế liệu loại bỏ Bước hai: rửa bã chiết rút hết chất hồ tan cịn sót lại bã để thu lại chất chiết e) Đun sôi dịch nha với hoa houblon: Mục đích cơng nghệ: khai thác chuẩn bị Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, hợp chất chứa nitơ thành phần khác hoa houblon vào dịch đường để biến thành dịch đường có vị đắng hương thơm dịu hoa - đặc trưng tính chất cảm quan bia sau này, hiệu chỉnh nồng độ chất khô cho dịch nha, đông tụ protein vô hoạt vi sinh vật trước lên men bia Trang | 15 VI SINH THỰC PHẨM _ ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA Polyphenol hoa houblon sau hoà tan vào dịch đường nhiệt độ cao tác dụng với hợp chất protêin cao phân tử để tạo thành phức chất dạng màng nhầy Các phức chất màng nhầy tạo thành mảng, dễ kết lắng kéo theo phân tử cặn li ti dịch đường kết lắng theo Với trình này, độ bền keo dịch đường tăng lên thành phần sinh học ổn định Polyphenol, chất đắng, chất nitơ hoa houblon chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao Nhờ có màng căng này, bọt khí CO2 bia khơng dễ dàng khỏi bề mặt Những hợp chất tham gia vào trình tạo bọt tác nhân giữ bọt cho bia f) Tách bã houblon Mục đích cơng nghệ: hồn thiện Trong dịch đường sau đun sơi với hoa houblon có chứa cặn dạng huyền phù cặn từ hoa houblon Để cấy giống nấm men thiết phải làm dịch, tách bỏ cặn g) Làm lạnh dịch nha Mục đích cơng nghệ: chuẩn bị cho trình lên men Đưa nhiệt độ dịch đường nhiệt độ thích hợp cho trình lên men bia theo yêu cầu kỹ thuật Đồng thời “làm lạnh nhanh” để tránh vi sinh vật môi trường nhiễm vào dịch lên men Giảm nhiệt độ dịch đường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo hồ O2 cho q trình lên men sau Nhiệt độ tối thích cho q trình lên men: 5- 60C (lên men chìm) Nồng độ O2 cần thiết có dịch đường cho tế bào nấm men sống sinh sản – 8mg/lít dịch đường Đồng thời trình làm lạnh tạo điều kiện để tạo lắng hợp chất hữu chịu nhiệt (gồm tủa nóng - tủa thơ: bị tủa nhiệt độ dịch đường giảm xuống