Tên gọi R Humulon COCH2CH(CH3)2 Cohumulon COCH(CH3)2 Adhumulon COCH(CH3)2CH2CH3 Prehumulon COCH2CH2CH(CH3)2 Posthumulon COCH2CH3
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)
+ Ở giai đoạn đun dịch đường với hoa houblon, các hợp chất humulones khơng trực tiếp hồ tan mà chúng phải trải qua một giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hố. Sau đĩ các chất đồng phân này hồ tan và bị thủy phân thành các sản phẩm cĩ độ đắng cao hơn rất nhiều so với các hợp chất nguyên thuỷ.
+ Các α - acid đắng dễ bị oxy hố khi tiếp xúc với khơng khí nên dễ bị biến chất trong trong thời gian dài và nhiệt độ cao. Do đĩ trong quá trình tồn trữ, houblon phải được bảo quản kín, nhiệt độ 5÷15o
C.
- β-acid đắng (lupulones) bao gồm lupulone và các đồng phân đi kèm của nĩ. β - acid đắng gốc đắng yếu hơn α-axit đắng nhưng tính kháng sinh mạnh hơn.
Hình 3.7: Cơng thức cấu tạo của β-acid đắng
Bảng 3.5: Cơng thức cấu tạo các hợp chất β-acid đắng Tên gọi R Lupulon CH2CH(CH3)2 Colupulon CH(CH3)2 Adlupulon CH(CH3)CH2CH3 Postlupulon CH2CH3 Prelupulon CH2CH2CH(CH3)2
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)
Khả năng hịa tan trong nước, trong dịch đường của β-acid đắng thấp hơn rất nhiều so với α-acid đắng. Khi đun sơi với dịch đường, lupulone cũng bị đồng phân hĩa sau đĩ mới bị phân cắt nhưng với tốc độ rất chậm. Nếu bị oxy hĩa, β - acid đắng chuyển thành hulupone. Phản ứng kéo dài, hulupone sẽ polyme hĩa và trở thành nhựa mềm và sau đĩ là nhựa cứng (Bùi Thị Quỳnh Hoa, 2009).
- Nhựa mềm là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình oxy hĩa và polyme hĩa. Ở giai đoạn này khả năng hịa tan kém.
- Nhựa cứng là sản phẩm cuối của quá trình. Ở giai đoạn này thì chúng khơng thể hịa tan vào dịch đường và bị thải theo cặn lắng, chính vì vậy hợp phần này khơng cĩ giá trị trong sản xuất bia.
Polyphenol trong hoa houblon thuộc nhĩm flavonoid cĩ khả năng kết hợp với protein cao phân tử tạo thành phức chất khơng hịa tan được. Do đĩ, chúng cĩ tác dụng loại bỏ các protein cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm.
Hàm lượng tannin khoảng 0,012 - 0,028 thì sẽ gây cho bia cĩ vị chát và đắng dễ chịu, nếu cao hơn sẽ gây vị chát đắng khĩ chịu.
Tinh dầu thơm: là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc khơng màu, tinh dầu thơm cĩ mùi thơm rất mạnh. Dễ hồ tan trong rượu etylic nồng độ cao. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường.
Hoa houblon chứa 0,5÷1,5% tinh dầu thơm, với những loại hoa houblon thơm cĩ thể chứa tới 3÷4%. Tinh dầu hoa houblon khơng phải là đơn chất mà cĩ hơn 200 hợp chất chứa trong tinh dầu houblon, chúng được chia thành 3 nhĩm: hydrocacbon, các chất chứa lưu huỳnh và các hợp chất chứa oxy. Chủ yếu là những terpen, rượu, xeton, aldehyd, este và acid.
Trong thời gian đun sơi dịch đường với houblon, cĩ tới 98% lượng tinh dầu thơm bay ra ngồi theo hơi nước, chỉ cịn 2% tồn tại lại trong bia.
d. Các loại chế phẩm houblon sử dụng trong sản xuất bia:
Sấy khơ Houblon viên Houblon cao
Nhà máy bia - NGK SG - Tây Đơ sử dụng houblon viên và houblon cao, cả hai chế phẩm này được Tổng Cơng Ty nhập về từ Đức, Slovenia, phân phối về Cơng ty và được bảo quản ở nhiệt độ 5÷10oC.
Hình 3.8: Houblon viên Hình 3.9: Houblon cao
- Houblon viên: cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khơ, xay nhuyễn và đĩng thành viên. Houblon viên tạo mùi đặc trưng cho bia, cĩ dạng viên nhỏ. Dạng houblon này thành phần α-acid đắng ít nhưng lượng tinh dầu nhiều, chủ yếu dùng trích ly hương. Houblon viên được đĩng gĩi trong bao giấy nhơm và cũng được bảo quản trong điều kiện lạnh.
- Houblon cao: cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt màu vàng sậm hoặc xanh oliu. Houblon dạng này đã qua q trình trích ly cơ đặc nhựa houblon nên hàm
lượng α-acid đắng rất cao. Sử dụng dạng houblon cao vì khi trích ly sẽ tách được chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất lượng của chất đắng được bảo tồn tốt hơn, sử dụng thuận lợi và hiệu quả hơn nhiều. Houblon cao được đĩng trong hộp sắt tây và bảo quản ở điều kiện lạnh.
3.1.3. Nước
a. Sử dụng nước trong cơng nghệ sản xuất bia:
Nước tham gia trực tiếp vào quy trình cơng nghệ (như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lọc bia, trong cơng đoạn chiết …), tạo nên sản phẩm cuối cùng. Cĩ thể nĩi nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90÷92% trọng lượng bia. Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quy trình cơng nghệ và chất lượng bia thành phẩm. Nước cơng nghệ được sử dụng trong quy trình nấu malt, nấu gạo, rửa bã, ngâm đại mạch. - Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nhất là nước khơng được chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật.
- Nước dùng để nấu bia:
+ Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hịa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia cĩ vị đắng khĩ chịu.
+ Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ malt làm cản trở hoạt động của hệ enzyme trong malt.
2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2 Từ phản ứng trên ta nhận thấy rằng hai phân tử cĩ tính acid sẽ thu được một phân tử kết tủa và một phân tử cĩ tính kiềm.
+ Na2CO3 là muối làm giảm độ acid mạnh nhất vì:
2KH2PO4 + Na2CO3 = K2HPO4 + Na2HPO4 + 2H2O + 2CO2 Nhận thấy rằng từ hai phân tử cĩ tính acid KH2PO4 sẽ thu được 2 phân tử cĩ tính kiềm K2HPO4, Na2HPO4
Nước dùng để rửa thiết bị địi hỏi phải sạch, khơng chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vi sinh vật. Đặc biệt là các vi sinh vật và vi khuẩn cĩ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình kỹ thuật sản xuất bia, nên phải thường xuyên kiểm tra nước để xác định lượng vi sinh vật cĩ trong nước. Nước rửa thiết bị nên cĩ độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt khơng chứa các muối NH3 và các muối nitrit.
- Nước phi cơng nghệ:
Khơng trực tiếp cĩ mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng,…Mỗi mục đích địi hỏi chất lượng riêng, nước được xử lý theo yêu cầu sử dụng.
b. Tiêu chuẩn nước dùng nấu bia ở nhà máy bia Sài Gịn Tây Đơ:
Bảng 3.6: Các chỉ tiêu nước dùng trong nấu bia ở nhà máy bia Sài gịn – Tây đơ: Stt TÊN CHỈ TIÊU ĐVT Giá trị mong Stt TÊN CHỈ TIÊU ĐVT Giá trị mong
muốn Tiêu chuẩn 1 Độ kiềm tổng (TAC) (10mgCaO3/l) oF 1,4 - 1,6 ≤ 2,0 2 Độ mặn mgNaCl / lít ≤ 50 3 Độ cứng tổng (TH) (10mgCaO3/l) oF 1,6 - 1,9 ≤ 2,0 4 pH 6,9 6,2 - 7,5 5 Clo tự do mg / lít 0 ≤ 0,05 6 Sắt mg / lít 0 ≤ 0,05 7 Độ trong %Neph ≤ 15 ≤ 20
8 Mùi Khơng mùi
9 Nấm men, mốc… khuẩn lạc/ml 0 ≤ 10 10 Tổng vi khuẩn hiếu
khí khuẩn lạc/ml 0 ≤ 100
11 E.coli khuẩn lạc/ml 0 0
Cơng ty cổ phần Bia – NGK Sài Gịn – Tây Đơ đã sử dụng nguồn nước thành phố cung cấp và được xử lý theo quy trình như sau:
Quy trình xử lý nước ở nhà máy được thể hiện ở hình 3.10:
Hình 3.10: Quy trình xử lý nước nhà máy bia sài Gịn - Tây Đơ
Thuyết minh quy trình:
Nước cơng nghiệp: từ nhà máy nước được bơm vào bể chứa và được xử lý bằng clorin, sau đĩ được bơm qua bồn lọc cát.
- Bồn lọc cát:
Nước cơng nghiệp
Lọc tinh
(hồn nguyên than)
Gia nhiệt 90oC trong 60phút
Dùng HCl 5% ngâm trong 60 phút
Dùng NaOH 5% ngâm trong 60 phút (hồn nguyên hạt nhựa) Lọc Anion Lọc Cation Lọc Than Bể chứa sau lọc cát Lọc Cát Bể chứa nước sạch Nước nấu bia (hồn nguyên hạt nhựa)
Mục đích: để giữ cặn làm tăng độ trong, sau đĩ nước sạch từ bể lọc cát được bơm qua bồn lọc than.
- Lọc than
Mục đích: Làm tăng độ trong và khử mùi, khử clo.
Than sử dụng sau 24 giờ phải hồn nguyên, hồn nguyên bằng cách gia nhiệt ở 90oC trong 60 phút.
Sau đĩ nước được làm mềm bằng hạt nhựa tổng hợp khi qua lọc trao đổi ở giai đoạn lọc cation và anion
- Lọc Cation
Mục đích: Cân bằng pH kiềm, giảm độ cứng, giảm pH, cĩ khả năng hấp thụ các ion dương, làm cho nước cĩ tính acid.
- Lọc Anion
Mục đích: tăng pH, cĩ khả năng hấp thụ ion âm, làm nước cĩ tính kềm. - Lọc tinh
Mục đích: làm cho nước sạch, giữ cặn cĩ kích thước lớn hơn 10 µm, làm cho nước trong, sạch sử dụng trong sản xuất bia.
3.1.4. Nấm Men
Hình 3.11: Nấm men
Đã từ lâu, trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men đựơc chia thành 2 nhĩm:
a. Nhĩm nấm men nổi với các đặc tính :
- Nhiệt độ lên men: 10÷25o C
- Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của mơi trừơng.
- Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày trên bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm.
- Khả năng lên men đường tam (rafinose) kém (chỉ đạt 33%).
b. Nhĩm nấm men chìm với các đặc tính:
- Nhiệt độ lên men: 0÷10o C
- Q trình xảy ra trong lịng mơi trường nên khả năng lên men tốt.
- Cĩ khả năng lên men hồn tồn (vì cĩ thể lên men đường rafinose hồn tồn). - Khi lên men xong, các tế bào kết thành chùm hoặc chuỗi kết lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn lên men nổi.
Hiện tại nhà máy bia Sài Gịn - Tây Đơ sử dụng nấm men chìm
Saccharomyces carlsbergensis được cấp từ Sabeco và thu hồi từ tank lên men với
đầy đủ các đặc tính của chủng nấm men chìm và nhiều ưu điểm vượt trội:
- Lên men mạnh trong lịng mơi trường; khi hết nguồn cacbon trong mơi trường, cĩ xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm trong bia nhanh.
- Lên men được glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose.
- Đặc biệt rafinose và các dextrin đơn giản, lên men tốt, thậm chí ở nhiệt độ thấp từ 6÷10oC (các giống khác khơng cĩ khả năng này).
- Khơng lên men được các đường: lactose, inulin, arabinose, cellobiose,… - Ngồi ra chủng nấm men này cịn cĩ khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời), tỷ lệ tế bào chết <10%.
- Hiện nay đựơc sử dụng khá phổ biến ở các nhà máy bia trên thế giới. Sinh sản tốt ở 8÷25oC. Ở nhiệt độ thấp (2÷8oC) chúng sinh sản chậm, nhưng vẫn lên men mạnh vì khả năng tạo bào tử của nấm men này yếu. Trong mơi trường cĩ đầy đủ vitamin (đặc biệt là vitamin B6) chúng sẽ phát triển tốt nhưng ảnh hưởng của từng loại vitamin lên nấm men là khơng giống nhau.
Khả năng kết lắng của nấm men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu tạo thành tế bào nấm men, hàm lựơng nitơ hịa tan trong mơi trường, nhiệt độ, và pH của mơi trường (thường 4,0 – 8,0).
Yêu cầu chất lượng của nấm men trước khi đưa vào lên men Tế bào to khỏe, hình dáng đặc trưng.
Nấm men thuần khiết.
Khi đưa vào sản xuất tỷ lệ men chết dưới 2%, tỷ lệ nảy chồi lớn hơn 10%. Thời kỳ mạnh nhất khi độ đường xuống nhanh nhất tỷ lệ nảy chồi cĩ thể trên 80%. Nấm men khi đưa vào dịch đường để lên men phải đạt từ 10 - 20 triệu tế bào/ml dịch lên men.
3.1.5 Các Chất Phụ Gia Trong Cơng Nghệ Sản Xuất Bia:
Trong cơng nghệ sản xuất bia, ngồi những nguyên liệu khơng thể thiếu được như malt, houblon, men, người ta cịn dùng đến một số nguyên liệu hay hĩa chất phụ. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, cơng nghệ, mà những nguyên phụ liệu hoặc các hĩa chất này được sử dụng với hàm lượng khác nhau, gọi chung những dạng này là phụ gia và chia thành hai nhĩm chính:
Nhĩm phụ gia trực tiếp
Gồm tất cả những nguyên liệu và hĩa chất cĩ mặt trong thành phần của sản phẩm với sự kiểm sốt chặt chẽ với hàm lượng cho phép.
- H2SO4, acid lactic: dùng để điều chỉnh pH.
- Canxi clorua (CaCl2): giúp enzyme α-amylase bền nhiệt, hoạt hĩa hoạt động của enzyme α-amylase.
- Caramen: tạo màu cho bia.
- Clorua kẽm (ZnCl2): kích thích sự phát triển sinh khối của nấm men. Hàm lượng kẽm trong nước nha khoảng 0,1 - 0,2 mg/l. Nếu thiếu kẽm nấm men lên men chậm, nhưng nếu quá cao sẽ gây độc cho nấm men.
- Maturex L (α-acetolactat decarboxylase): là enzym giúp rút ngắn q trình lên men chính và hạn chế quá trình hình thành diacetyl gây nhức đầu.
- Culupoline: bản chất là enzyme protease dùng phân hủy các hợp chất cao phân tử hạn chế sự đục bia. Khi bổ sung enzyme này cần tính tốn chính xác vì nếu sử dụng nhiều sẽ làm giảm độ bền bọt của bia.
- Vicant: phụ gia để bảo quản bia tránh bị oxy hĩa. Nhĩm phụ gia gián tiếp
Nhĩm này gồm tất cả nguyên liệu và hĩa chất được sử dụng trong quy trình cơng nghệ nhưng khơng được phép cĩ mặt trong sản phẩm.
- Các bột trợ lọc: Hyflo, Standar, PVPP
+ Hyflo: tạo màng lần 1 trong quá trình lọc ống.
+ Standar: tạo màng lần 2 trong quá trình lọc trong bia.
- PVPP (polyvinyl polypropylen lydol): dùng trong máy lọc đĩa để hấp phụ polyphenol. Đây là hợp chất hữu cơ dạng bột khơng tan trong tất cả các dung mơi và trương nở trong nước. Cĩ thể tái sinh để sử dụng nhiều lần.
- Các hĩa chất để vệ sinh thiết bị, vệ sinh phân xưởng như: xút, axit - Các chất được dùng như tác nhân làm lạnh: glycol
3.1.6 Thế Liệu:
- Trong sản xuất bia việc dùng thế liệu thay cho malt tùy thuộc vào điều kiện chủ quan và khách quan, cĩ thể nhằm mục đích hạ giá thành sản phẩm tạo ra các sản phẩm bia cĩ mức chất lượng khác nhau. Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm, theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng.
- Nguồn thế liệu phải dồi dào và cĩ hàm lượng tinh bột cao. Dưới tác dụng của enzyme trong malt, tinh bột của thế liệu sẽ chuyển hĩa thành đường hịa tan. Vì vậy các loại ngũ cốc được chọn làm thế liệu trong sản xuất bia. Khi sử dụng thế liệu chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia (màu sắc, mùi vị). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hĩa học của thế liệu.
Trong nhà máy bia Sài Gịn - Tây Đơ hiện nay sử dụng thế liệu là gạo (chiếm 25%) do gạo cĩ những ưu điểm sau:
- Cĩ sẵn trong nước với giá rẻ và chất lượng cao
- Do hàm lượng glucid và protein khá cao, khả năng chuyển hĩa thành chất hịa tan tốt, cĩ thể đạt 90% chất khơ. Thực tế và thực nghiệm đã cho ta thấy cĩ thể thay thế gạo cho malt đến 50% ( nếu malt cĩ hoạt tính enzyme tốt).
- Thành phần hĩa học của gạo Hàm lượng tinh bột: 77,8% Hợp chất nitơ: 7,9%
Hàm lượng chất béo 0,5% cellulose của vỏ lụa: 0,5% Chất tro: 0,7%
Độ ẩm: 12,6%
- Chỉ tiêu chất lượng gạo dùng để sản xuất bia Sài Gịn: Độ ẩm: 14,5 %
Tạp chất: ≤ 0,05%
Ngoại quan: Hạt phải sạch, khơng cĩ tạp chất, khơng cĩ hạt mốc, mùi
3.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA LON 333:
QUY TRÌNH SẢN XUẤT TỔNG QUÁT:
Hình 3.12: Quy trình sản xuất tổng quát bia lon 333
Trong cơng nghệ sản xuất bia của cơng ty cổ phần Bia - NGK Sài Gịn - Tây Đơ chia làm 3 cơng đoạn chính: