Hoa houblon đ c con ng i bi t đ n vƠ đ a vƠo s d ng kho ng 3000 năm TCN, là nguyên li u c b n đ ng th hai trong công ngh s n xu t bia.
Hoa houblon có tên hóa h c là Hummulus lupulus, tên ti ng Pháp houblon, ti ng Anh là Hops. Chúng là loài th c v t dây leo, s ng lơu năm (30-40 năm), đ n tính thu c lo i gai mèo (Cannabinaceae), có chi u cao trung bình t 10 ậ 15m. Đ c bi t trong s cây có c hoa đ c và hoa cái khi ch a th ph n đ c g i là nón hoa đ t o v đ ng cho bia nh ng ch có hoa cái ch a th ph n m i đ c dùng trong s n xu t bia. Hoa houblon th ng m c thành giò, m i giò hoa g m: tr c, cánh và nh hoa.
Thành ph n hóa h c c a hoa houblon 2.4.1.
Thành ph n hóa h c c a hoa houblon có vai trò quan tr ng đ i v i ch t l ng bia ph thu c vào gi ng, đi u ki n khí h u, đ t đai gieo tr ng và kỹ thu t canh tác trên các thành ph n hóa h c c a hoa có s khác nhau (tính theo % ch t khô):
Thành ph n hóa h c c a hoa ph thu c vào ch ng gi ng, đi u ki n khí h u, đ t đai gieo tr ng, thành ph n c a hoa.
B ng 2.4: Thành ph n hóa h c c a hoa houblon STT STT Thành ph n HƠm l ng (%) 1 N c 10 -11 2 Ch t đ ng 15 -20 3 Polyphenol 2 ậ 5 4 Protein 15 ậ 17 5 Amino acid 0.1 6 Ch t khoáng 5-8 7 Tinh d u th m 0.5 ậ 1.5 8 Monosaccarit 2 9 Pectin 2 10 Lipit và sáp 3 11 Tanin 2 - 5
12 Xenlulose, lignin và các chât khác 40-50
Các h p ch t đ ng
Trong hoa houblon, các ch t đ ng có giá tr nh t và n m trong h t lupulin, mà trong th c t ch a ai tìm đ c các ch t này trong các lo i hoa khác. Lupulin t o ra 85 - 95% ch t đ ng trong bia, nó có đ ho t đ ng b m t l n, v đ ng m nh (t o b t, gi b t) và tính kháng khu n m nh, hòa tan ít trong n c.
Vai trò c a ch t đ ng trong s n xu t bia r t l n, chúng t o cho bia có v đ ng d u, t o ra m t đ c tính c m quan r t đ c tr ng cho bia. Khi hòa tan vƠo d ch đ ng và t n t i trong bia, các ch t đ ng là h n h p ch t có đ c tính sinh h c cao t o ra s c căng b m t giúp cho bia có kh năng gi b t r t lâu. V i n ng đ th p các ch t đ ng cũng có kh năng c ch r t m nh s phát tri n c a vi sinh v t. Vì v y chúng có tính kháng khu n r t cao và nh đó lƠm tăng đ b n sinh h c cho bia thành ph m.
Thành ph n ch t đ ng trong hoa houblon g m nhi u h p ch t (tính theo % ch t khô):
acid đ ng (6 ậ 9%) là c u t đ ng quan tr ng nh t bao g m 6 h p ch t: humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon và 4-deoxyhumulon. Kh năng hòa tan c a acid đ ng trong n c kho ng 500mg/l, trong d ch đ ng v i hoa houblon các ch t houblon không hòa tan tr c ti p vào mà chúng ph i tr i qua giai đo n trung gian lƠ quá trình đ ng phơn hóa. Sau đó các ch t đ ng phân này hòa tan và b phân h y thành các s n ph m có đ đ ng cao h n nhi u so v i h p ch t nguyên th y.
- acid đ ng (chi m 3-4%) g m: lupulon, colupulon, adlupulon, prelupulon. Lupulon là h p ch t d ng tinh th , màu tr ng d ng lăng kính ho c d ng que dài nóng ch y 920C. So v i humulon thì lupulon kém đ ng h n nh ng tính kháng khu n cao h n.
Nh a m m (5- 6%) là polymer c a các acid đ ng, là ch t vô đ nh hình, ch a đ c xác đnh v thành ph n hóa h c. Kh năng hòa tan vƠo d ch đ ng c a nh a m m có h n - acid đ ng vì v y chúng t o ra đ c l c đ ng khá l n cho bia.
Nh a c ng (1-2%) là polymer c a các acid đ ng nh ng m c đ cao h n so v i nh a m m. Chúng đ c hình thành trong quá trình s y và b o qu n. C u t này h u nh không hòa tan vƠo n c và d ch đ ng, chúng th i ra ngoài theo c n đ ng. Đơy lƠ h p ch t không có giá tr trong s n xu t bia.
Tinh d u th m
Là nh ng ch t l ng trong su t màu vàng nh t ho c không màu, tinh d u th m có mùi th m r t m nh, d hòa tan trong r u etylic n ng đ cao. Các tinh d u th m trong houblon đ c t o thƠnh trong đƠi lupulin vƠ cho houblon h ng th m đ c tr ng. Tinh d u hoa houblon không ph i lƠ đ n ch t mƠ có h n 200 h p ch t t o thành, chúng
đ c chia làm 3 lo i: hydrocacbon, các ch t ch a l u huǶnh, và các h p ch t ch a oxy. Trong đó h p ch t ch a nhi u nh t là hydrocacbon (75%) nh ng cũng lƠ thƠnh ph n d bay h i nh t.
Tinh d u th m khi hòa tan vƠo dch đ ng, t n t i trong bia và t o ra cho nó m t mùi th m đ c tr ng, r t nhẹ nhàng và d ch u. Trong th i gian đun sôi d ch đ ng v i hoa houblon có đ n 98% l ng tinh d u th m bay ra ngoƠi theo h i n c.
Polyphenol
Có tính ch t quan tr ng trong s n xu t bia: v g t k t h p v i ph c protein ph c h p kém b n v ng, b oxy hóa thành các h p ch t mƠu nơu đ , phlobaphen, chúng h p v i các mu i s t thành các h p ch t đen, làm n đnh thành ph n vƠ tăng đ b n keo c a bia thành ph m.
Ch t béo và sáp
Các lo i hoa houblon h t ch a l ng ch t béo và sáp nhi u h n các lo i houblon không có d ng h t. Các acid béo t do ch y u là các acid linoleic và linolenicậ là nh ng acid có th tham gia vào quá trình s n xu t bia đ t o thành trans-2-noneral.
Các ch t sáp đóng vai trò quan tr ng trong s n xu t bia. HƠm l ng c a nó dao đ ng trong kho ng 0.5 ậ 5% và nó chính là este c a acid béo m ch dƠi vƠ các r u b c cao.
Các nguyên t khoáng
Thành ph n các nguyên t khoáng r t phong phú. Các g c nitrat đóng vai trò quan tr ng trong kh năng hình thƠnh các h p ch t nitro hóa không bay h i trong quá trình s n xu t bia. Hoa houblon vƠ n c chính là ngu n cung c p nitrat cho d ch đ ng.
C u t o c a hoa houblon 2.4.2.
Hoa houblon có nh ng thành ph n chính nh sau: cu ng hoa, cánh hoa và nh ng h t lupulin vàng óng t a ph n hoa. Nh ng h t ph n hoa này ch a ch t đ ng và ch t th m c a hoa houblon. Ng i ta ph i ch ng minh r ng đi u ki n th i ti t nhi u ánh sang m t tr i thì hoa s có nhi u h t lupulin h n.
Hoa houblon có d ng hình chùy dài t 3 - 4cm, mƠu hoa khi chín th ng t màu vƠng đ n màu vàng óng. Tr ng l ng t ng ph n c a hoa nh sau (tính theo % kh i l ng ch t khô):
Cánh và nh y hoa chi m 66 ậ 67%
H t lupulin 19 ậ 20%
Tr c hoa 7 - 8%
Cu ng hoa 5 - 6%
Vai trò c a hoa houblon trong s n xu t bia 2.4.3.
Hoa houblon là thành ph n nguyên li u chính th hai sau malt:
Làm cho bia có v đ ng d u.
T o h ng th m đ c tr ng.
Tăng kh năng t o b t và gi b t
Tăng đ b n keo và n đ nh thành ph n sinh h c c a s n ph m.
Có tính kháng khu n.
Ch tiêu ch t l ng c a hoa houblon s d ng trong nhà máy
2.4.4.
B ng 2.5: Tiêu chu n v hoa houblon
Lo i hoa Tiêu chu n
Hoa viên
Ch ng lo i Hoa viên th m, Pellet Type45, ch ng Perle và Aurora (Slovenia) mong mu n 8.0 % acid đ ng.
Ngo i quan MƠu xanh oliu, mùi th m đ c tr ng cho hoa houblon.
Tình tr ng bao bì Nguyên bao, HSD còn l i 6 tháng. Ngu n g c Vùng Haillertau - Đ c, Slovenia
Hoa cao
Ch ng lo i Houblon cao, CO2 Extact, 30 - 65% acid đ ng.
Ngo i quan MƠu vƠng đ m ho c xanh oliu, không b bi n tính, mùi th m đ c tr ng c a houblon.
Tình tr ng bao bì Nguyên lon, HSD còn l i 6 tháng.
Ngu n g c Châu Âu, B c Mỹ, Châu Úc.
Hoa houblon s d ng trong nhà máy s n xu t bia là hoa viên và hoa cao. Nhà máy s d ng hai lo i hoa viên lƠ hoa viên th ng vƠ hoa viên 45 HPE 10%. Trong đó hoa HPE có nhi u ch t đ ng h n,mƠu đ m h n, kích th c nh h n hoa viên th ng.
2.5.N C
Vai trò c a n c trong s n xu t bia
2.5.1.
N c là nguyên li u không th thi u trong s n xu t bia chi m kho ng 80%. N c có vai trò quan tr ng, có nh h ng l n đ n ch t l ng bia.N c lƠ môi tr ng cho quá trình th y phân và hòa tan.
Trên dây chuy n công ngh chính n c đ c dùng trong quá trình s n xu t malt, nghi n t malt và th li u, n u g o và malt, pha loãng dung d ch đ lên men vƠ nh v y n c tr thành thành ph n chính c a s n ph m. NgoƠi ra, n c còn đ c dùng các quá trình khác nh : lƠm l nh, làm nóng, r a d ng c thi t b , v sinh khu v c s n xu tầ
Thành ph n hóa h c c a n c s n xu t
2.5.2.
N c là m t dung d ch loãng c a các mu i d ng ion.
Nhóm cation chi m nhi u nh t là Ca2+, Mg2+, H+, Na+, Mn2+, Al3+. Nhóm anion ch y u là nhóm OH-, HCO3-, Cl-, SO4-, NO3-, NO2-, SiO32-.
Đ c ng c a n c bi u hi n hƠm l ng các ch t khoáng hòa tan trong n c ch y u là mu i có ch a ion Ca2+ và Mg2+. Ch s hóa h c đ c tr ng cho đ c ng là t ng hƠm l ng tính b ng miligam đ ng l ng các ion Ca2+ và Mg2+ trong 1 lít n c.
B ng 2.6: Phân lo i đ c ng c a n c STT S mg đ ng l ng Đ c ng c a n c STT S mg đ ng l ng Đ c ng c a n c 1 <1.5 R t m m 2 1.5 ậ 3 M m 3 3 ậ 6 Trung bình 4 6 -10 C ng 5 >10 R t c ng
X lỦ n c c ng đ s n xu t bia là bi n pháp lo i hai ion Ca2+ và Mg2+ ra kh i n c.
Có 3 lo i đ c ng
Đ c ng t m th i là lo i đ c ng n c gây ra b i s hi n di n các khoáng ch t bicarbonnat hòa tan. Khi hòa tan các khoáng ch t d i d ng các cation Ca2+, Mg2+, anion cacbonat và bicacbonat (CO32- , HCO3-). Đ c ng t m th i có th đ c gi m b ng cách đun sôi ho c s d ng vôi (canxi hydroxit) đ làm m m n c.
Đ c ng vĩnh c u lƠ đ c ng không th lo i b b ng cách đun sôi. Nh c đ n đ c ng vĩnh c u là s t n t i c a các ion Ca2+, Mg2+ trong các mu i acid m nh c a canxi và magie.
Đ c ng t ng c ng là t ng c a đ c ng t m th i vƠ đ c ng vĩnh c u.
M t ch tiêu đáng chú Ủ c a n c lƠ hƠm l ng ch t khô, đó lƠ hƠm l ng các ch t c n sau khi đư đun b c h i c n h t n c vƠ hƠm l ng ch t khô 1050C đ n kh i l ng không đ i. N c u ng bình th ng có hƠm l ng ch t khô kho ng 1000mg/l, nh ng n c đ c dùng trong s n xu t bia ch đ c ch a hƠm l ng ch t khô 600mg/l. N u hƠm l ng ch t s t v t quá 0.1mg/l thì nh h ng không t t đ n ch t l ng bia.
N c ch a nhi u nitrat và nitrit s kìm hãm s phát tri n c a n m men, t o v khó ch u cho bia.
S l ng các t bào vi sinh v t trong n c cũng lƠ m t ch tiêu quan tr ng c a ch t l ng n c. Trong 2ml n c tiêu chu n dùng trong s n xu t bia không ch a quá 100 t bào vi khu n nói chung, riêng v i tr c khu n E.coli thì không đ c quá 3 t bào trong 1 lít n c.
Yêu c u c a nguyên li u n c n u bia
2.5.3.
B ng 2.7: Tiêu chu n n c n u bia
STT Ch tiêu ki m soát Đ n v Gi i h n t i h n M c mong mu n M c ch p nh n
1 Mùi, v Không có mùi, v l
2 pH 6.2 ậ 7.5 3 Đ ki m t ng c ng (TAC) 0F 2.0 4.0 4 Đ c ng t ng (TH) 0F 5 HƠm l ng mu i (quy v NaCl) mg/l 6 Đ trong % Neph 7 HƠm l ng chlor t do ppm 8 HƠm l ng s t mg/l 9 HƠm l ng nitrit mg/l 0 10 HƠm l ng nitrat mg/l 11 HƠm l ng mangan mg/l
12 Các ch tiêu vi sinh: + N m men, m c, t p trùng + T ng s vi khu n hi u khí + Coliform và E.coli Khu n l c/ml Khu n l c/ml Khu n l c/100ml 0 H th ng x lỦ n c và c p n c trong s n xu t 2.5.4.
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống xử lý và cấp n ớc trong sản xuất
2.6.N M MEN
Men bia là các vi sinh v t có tác d ng lên men đ ng. N m men dùng đ s n xu t bia là các vi sinh v t đ n bƠo thu c gi ng Saccharomyces. Các gi ng men bia c th đ c l a ch n đ s n xu t các lo i bia khác nhau, nh ng có hai gi ng chính là men n i ale (Saccharomyces cerevisiae) và men chìm lager (Saccharomyces carlsbergensis), v i nhi u lo i gi ng khác n a tùy theo lo i bia nƠo đ c s n xu t. Men bia chuy n hóa đ ng thu đ c t h t ngũ c c, t o ra c n và cacbon dioxit (CO2).
B ng 2.8: Phân bi t n m men chìm và n m men n i
Đ c đi m N m men n i N m men chìm
Nhi t đ lên men Cao (14 ậ 250C) Th p (0 - 140C) Lo i đ ng lên men Glucose, Fructose, Sacrose,
Maltose, 1/3 dextrin đ n gi n.
Glucose, fructose, sacrose, maltose, toàn b không lên men dextrin đ n gi n. Trong quá trình lên men L l ng trong d ch lên
men, t p trung vùng b m t (lên men tri t đ tăng s đ i l u vƠ các m t c ch t).
T o thành chùm, l ng xu ng đáy thi t b (do đ cao ti p xúc c ch t ít h n).
Quá trình lên men k t thúc T k t chùm sau đó n i lên tách ra kh i d ch bia
t trong ch m.
Men bia chìm xu ng t k t l ng tách ra t trong nhanh.
ng d ng Bia đen vƠ bia có n ng đ c n cao.
S n xu t bia vàng và bia có n ng đ c n th p.
N m men s d ng trong nhà máy
N m men s d ng trong nhà máy là n m men chìm Saccharomyces carlsbergensis.
Ngu n g c c a n m men: n m men t i nhà máy Bia Sài Gòn Hoàng QuǶnh đ c cung c p b i T ng công ty Bia, R u, N c gi i khát Sài Gòn.
Men l y t đ i F3 c a công ty bia SƠi Gòn đem v cho vào thùng ch a và s d ng đ n đ i F8, tỷ l n m men ch t đ c ki m soát ≤ 10%.
Nhi t đ lên men chính đ n m men phát tri n là 7-90C.
N m men có kh năng chuy n hóa các đ ng đôi, đ ng đ n gi n, các