Bài giảng Công nghệ sản xuất bia (Bản đẹp)

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ sản xuất bia (Bản đẹp)

1. CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
2. A. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN ⚫ Quá trình lên men trong sản xuất: Từ tinh bột (glucid) → đường (1) (2) → C2H5OH + CO2 + Q (1) thủy phân bằng acid vơ cơ (HCl, H2SO4) (2) thủy phân bằng enzyme (amylase) Lưu ý: Tinh bột phải được làm chín mới cĩ thể đi vào quá trình này
3. ⚫ Mối quan hệ giữa vi sinh vật và các phản ứng hố sinh: - Vi sinh vật là gì? Là những thể sống vơ cùng nhỏ, khơng thể quan sát bằng mắt thường (nấm mốc, nấm men, vi khuẩn, phage). - Nấm mốc: là vật thể sống đa bào, khi mọc thành khuẩn lạc thì cĩ màu sắc. - Nấm men: đơn bào, khi mọc thành khuẩn lạc khơng cho ra màu sắc, kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với nấm mốc.
4. - Vi khuẩn: đơn bào, khi mọc thành khuẩn lạc khơng cho ra màu sắc, kích thước nhỏ hơn nấm men vài trăm lần. - Phage: rất nhỏ, sống ký sinh trên vật chủ. - Enzyme: là chất xúc tác sinh học, xúc tác cho tất cả các phản ứng hố sinh trong tồn bộ quá trình trao đổi chất. Khác với chất xúc tác vơ cơ là enzyme mang bản chất protein nên khơng chịu được nhiệt độ cao. - Enzyme tác động trên tinh bột: amylase (gồm - amylase cịn gọi là enzyme dextrin hố hay hồ hố, - amylase hay enzyme đường hố, glucoamylase).
5. - Tinh bột gồm hai thành phần: amylose và amylosepectin, là polymer của phân tử đường C6H12O6. - Amylose là polymer của phân tử đường theo mạch thẳng. - Amylosepectin là polymer của phân tử đường theo mạch nhánh. Căn cứ vào tỉ lệ của hai thành phần này sẽ quyết định độ dẽo của tinh bột.
6. - Tác động của amylase: - - amylase cắt mạch một cách ngẫu nhiên khơng theo quy luật, cho ra các phân tử dextrin. - - amylase cắt mạch theo quy luật - Đối với mạch thẳng amylose, nĩ cắt từng đơi một từ đầu tận cùng cho ra chủ yếu là maltose và một ít là glucose. - Đối với mạch nhánh amylopectin, nĩ cắt từng đơi một từ đầu tận cùng của mạch nhánh đến chổ rẽ nhánh, sản phẩm chủ yếu là maltose.
7. - Protease: enzyme phân giải các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ. Protease chia làm hai nhĩm: - Proteinase tác động lên polymer ban đầu của protein để được dạng trung phân tử. - Peptidase: tác động lên các protein trung phân tử để cho ra sản phẩm cuối cùng là acid amin. - Lên men là gì? Là quá trình biến đổi các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên như glucid, protein, lipid dưới tác động của các loại enzyme trong các quá trình trao đổi chất.
8. ⚫ Một số thuật ngữ thường gặp: - Chất khơ: Mẫu vật được sấy cho đến khi trọng lượng khơng thay đổi, phần cịn lại gọi là chất khơ, phần trọng lượng giảm đi là phần ẩm. - Chất khơ hồ tan: Chất khơ đưa vào nước, tan hết hồn tồn, khi sấy ta thu lại được đúng trọng lượng chất khơ đã đưa vào gọi là chất khơ hồ tan. Đơn vị đo chất khơ và chất khơ hồ tan: 0Be, 0Bx, 0S, 0Bal 1 0Be = 1,84 0Bx; 1 0Bx = 10S = 1 0Bal = 1% chất khơ hồ tan
9. B. CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Bia, nĩi một cách tổng thể, là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong mơi trường lỏng và nĩ khơng được chưng cất sau khi lên men. Dung dịch đường khơng bị lên men gọi là hèm bia, thu được từ quá trình ngâm nước, hay "nước ủ bia", hạt ngũ cốc được ủ thành mạch nha, thơng thường là lúa mạch. Các đồ uống chứa cồn được làm từ sự lên men đường cĩ trong các nguồn khơng phải ngũ cốc — chẳng hạn nước hoa quả hay mật ong — nĩi chung khơng được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng được sản xuất từ cùng một loại men bia-dựa trên các phản ứng hĩa sinh học.
10. I. Lược sử quá trình sản xuất bia ◼ Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà lồi người đã tạo ra, cĩ niên đại ít nhất là từ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và Lưỡng Hà (Mesopotamia). ◼ Bia đã từng là quan trọng đối với người La Mã trong thời kỳ đầu, nhưng trong thời kỳ Cộng hịa La Mã thì rượu vang đã thay thế bia như là một đồ uống chứa cồn được ưa chuộng hơn. Bia trở thành đồ uống được coi là thích hợp cho những người man rợ; Tacitus đã viết một cách đầy chê bai về bia được các giống người Đức sản xuất trong thời đại của ơng.
11. ◼ Sự bổ sung hoa bia vào bia để tạo vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một phát kiến tương đối mới: trong thời Trung cổ nhiều hỗn hợp khác của các loại thảo mộc thơng thường được cho vào bia chứ khơng phải hoa bia. Các hỗn hợp này thơng thường được gọi là gruit. Hoa bia đã được trồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9. ◼ Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong gia đình. Vào thế kỷ 14 và 15, việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt động thủ cơng, với các quán bia và tu viện sản xuất bia của mình hàng loạt để tiêu thụ.
12. ◼ Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia khơng cĩ hoa bia được biết đến như là ale, cịn việc sử dụng hoa bia thì đồ uống đĩ gọi là bia. Bia cĩ chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428. Tuy nhiên, vào thế kỷ 16, ale đã được dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ, và tất cả ale và bia đều sử dụng hoa bia.
13. ◼ Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, cơng nghiệp hĩa sản xuất bia đã trở thành sự thật. Các cải tiến mới trong cơng nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với sự ra đời của nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19, đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng tính hiệu quả và kiểm sốt nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khơ bằng lửa do đốt gỗ, than củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc.
14. Nĩi chung, khơng cĩ loại mạch nha nào trong số này được che chắn tốt khỏi khĩi sinh ra trong các lị sấy, và do đĩ các loại bia thời kỳ đĩ cĩ thành phần hơi khĩi trong hương vị của chúng. Sự phát minh ra lị nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch nha mạch nha nướng chín kỹ và tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen (porter và stout). Sự phát minh ra vai trị của men bia trong quá trình lên men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đã giúp cho các nhà sản xuất bia phương pháp ngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh vật khơng mong muốn.
15. ◼ Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục. Morton lấy bằng sáng chế cơng nghệ của ơng và nĩ là một cuộc cách mạng trong cơng nghiệp bia do nĩ làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống cịn chưa đầy 24 giờ. Cơng nghệ của ơng vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay.
16. ◼ Ngày nay, cơng nghiệp bia là cơng việc kinh doanh khổng lồ tồn cầu, bao gồm chủ yếu là các tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chủ yếu là đồ uống chứa cồn thì một số biến thái của nĩ cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới phương Tây, là các loại bia đi qua cơng đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra loại gọi là bia khơng cồn.
17. II. Nguyên liệu sản xuất bia 1. Nước: Là nguyên liệu cơ bản nhất trong số các nguyên liệu thơ để sản xuất bia. Thành phần hố học của nước ảnh hưởng đến đặc điểm, tính chất sau cùng của bia do nĩ tác động trong suốt các quá trình chế biến của cơng nghệ nấu bia. Nước chiếm 80-89% trong lượng bia thành phẩm và tổng lượng nước tiêu hao trong tồn bộ dây chuyền sản xuất trung bình là 20-21hl/1hl bia.
18. 1.1 Thành phần hố học của nước Thơng thường, ngồi HOH, trong nước cịn các thành phần sau: Cặn khơ : 200 – 500 mg/l Cl: 10 – 40 mg/l CaO : 80 – 160 mg/l SiO2: 5 – 10 mg/l MgO : 20 – 40 mg/l N2O5: đến 10 mg/l SO3 : 50 – 80 mg/l Các chất hữu cơ : đến 2mg/l Đáng chú ý, Ca, Mg và Fe tồn tại trong nước dưới các dạng Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, CaCO3, Fe(HCO3) đều gây ảnh hưởng xấu cho quy trình cơng nghệ và chất lượng bán thành phẩm và thành phẩm trong sản xuất.
19. ◼ Độ cứng của nước: Độ cứng của nước liên quan tới tổng số nguyên tử kim loại hố trị 2 (divalent metal ions) mà chính yếu là calcium và magnesium trong mơi trường đĩ. Độ cứng của nước được tính bằng mg/l của chất calcium carbonate (CaCO3) trong nước và cĩ các tên gọi khác nhau được ghi dưới đây: 0-75 ppm CaCO3 Mềm 75-150 ppm CaCO3 Hơi cứng 150-300 ppm CaCO3 Cứng Trên 300 ppm CaCO3 Rất cứng
20. 1.2 Yêu cầu kỹ thuật đối với nước trong cơng nghệ sản xuất bia ◼ Độ cứng: từ nước mềm đến nước cứng trung bình ◼ Hàm lượng muối Ca : ≤ 50mg/l ◼ Hàm lượng muối Mg : ≤ 100mg/l ◼ Hàm lượng muối Cl : 75 – 150 mg/l ◼ Hàm lượng CaSO4: 130 – 200 mg/l ◼ Hàm lượng Fe++ : ≤ 0,3mg/l ◼ NH3 và các muối của NO3-, NO2-: khơng cĩ ◼ Vi sinh vật : ≤ 100 con/1cm3 H2O
21. 1.3 Làm mềm nước Để làm mềm nước đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, thơng thường người ta thường kết hợp giữa lắng, lọc và các phương pháp khác như đun nĩng, kết tủa nguội, dùng vơi, soda, acid hay trao đổi ion. Hệ thống làm mềm nước trao đổi ion thường gồm 6 bộ phận: ◼ Thùng cation ◼ Thùng nước mềm ◼ Bơm ly tâm ◼ Thùng chứa nước rửa ◼ Thùng chứa dung dịch NaCl hồ tan ◼ Thùng chế biến dung dịch NaCl
22. 1.4 Mức tiêu hao trung bình của nước trong các cơng đoạn sản xuất bia ◼ Tiêu hao nước cho sản xuất malt: 18 – 22 m3/tấn đại mạch ◼ Tiêu hao nước cho nấu đường hố: 8,5 – 10m3/tấn malt ◼ Nước làm nguội dịch đường: 3 – 4 hl/hl dịch đường ◼ Tiêu hao nước cho lên men chính: 2 hl/1 hl bia ◼ Tiêu hao nước cho lên men phụ : 2 hl/1 hl bia ◼ Tiêu hao cho rửa chai, chiết: 3 – 3,5 hl/1 hl bia ◼ Tiêu hao nước cho làm lạnh: 10 – 15 hl/1 hl bia ◼ Tiêu hao nước cho nồi hơi : 1 hl/1 hl bia
23. 2. Đại mạch ◼ Đại mạch là nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Khoảng 1/3 sản lượng đại mạch trên thế giới dùng vào mục đích này. ◼ Đại mạch thuộc họ Hordeum sativum, cĩ một ít thuộc họ H. murivum, H. Jubatum. Đại mạch thường gieo trồng vào mùa đơng hay mùa xuân và được trồng nhiều ở Liên Xơ, Mỹ, Canada, Pháp
24. Đại mạch cĩ giống hai hàng hay nhiều hàng (4, 6 hàng). Đại mạch 2 hàng tạo ra từ 25-30 hạt/bơng, đại mạch 6 hàng tạo ra từ 25-60 hạt/bơng. Đại mạch hoang dại thường là loại 2 hàng, cịn trong trồng trọt thường là loại 6 hàng, cả hai loại này đều cĩ thể dùng để sản xuất malt. Đại mạch dùng sản xuất malt là loại cĩ chất lượng tốt nhất. Các loại cĩ chất lượng thường và kém hơn thì dùng vào các mục đích khác và chăn nuơi.
25. 2.1 Thành phần hĩa học của hạt đại mạch • Hạt khơ: 10 – 14% trọng lượng hạt. • Chất khơ trung bình: 86% trọng lượng hạt, trong đĩ khỏang 97% là các hợp chất hữu cơ, cụ thể: – Tinh bột: 55 – 65% chất khơ – Chất béo: 2,5 – 3% chất khơ – Protid: 10 – 12% chất khơ – Các chất hữu cơ khác: 5 – 6% chất khơ – Pentozan: 8 – 9% chất khơ – Khĩang: 2,5 – 3% chất khơ – Cellulose: 4 – 5% chất khơ – Vitamin, fermen
26. * Nước: Hạt đại mạch khi bảo quản thường cĩ độ ẩm W= 10 – 14%, bảo quản tốt tại W= 13% và W tối thiểu cho phép khi bảo quản là 10% (nếu thấp hơn sẽ giảm khả năng nẩy mầm). Dựa vào W, đại mạch được chia ra các loại: • Đại mạch khơ W 17%
27. * Tinh bột: Cơng thức (C6H10O5)n, cĩ ý nghĩa quan trọng nhất trong cơng nghệ sản xuất bia. • Trọng lượng riêng: 1,63 • Nhiệt độ hồ hĩa: 800C • Kích thước hạt tinh bột: 2-10 m • Amilose chiếm 17 – 24% • Amilose pectin chiếm 76 – 83% Hàm lượng tinh bột càng cao, nồng độ chất hịa tan trong dịch đường càng lớn, hiệu suất thu hồi bia và chất lượng bia cũng cao lên.
28. * Protein: Các sản phẩm thủy phân của protein rất quan trọng cho sự nảy mầm, sự tạo thành màu sắc của bia, sự tạo thành các fermen xúc tác sinh học, sự sinh sản và phát triển men bia, sự tạo bọt và giữ bọt của bia. Đại mạch dùng để sản xuất bia tốt nhất là giống cĩ hàm lượng protein từ 10 – 12%, khơng nên quá 12% và cũng khơng được thấp hơn 9%. Tuy nhiên, protein cũng là một trong các nguyên nhân chính làm bia kém bền vững, dễ bị đục vì tính kém ổn định của nĩ.
29. * Các fermen: Đĩng vai trị tích cực, quan trọng và trực tiếp tham gia xúc tác tất cả các quá trình sinh hĩa trong tồn bộ các giai đoạn của cơng nghệ sản xuất bia. Trong hạt đại mạch, các fermen đa phần ở dạng liên kết, khơng hoạt động, chúng chỉ thực sự được giải phĩng và hoạt động mạnh khi ngâm hạt, nảy mầm và sấy malt, và sau này trong các giai đoạn ngâm nấu malt. Các enzyme chịu tác dụng của rất nhiều yếu tố khác nhau nhưng quan trọng nhất là nhiệt độ, pH và nồng độ chất khơ của mơi trường.
30. + Nhĩm enzyme thủy phân tinh bột: chủ yếu là amylase (gồm cĩ và  amylase) và một số enzyme như sitase, invertase, maltase + Nhĩm enzyme thủy phân protein: là các enzyme xúc tác quá trình thủy phân các protein thành các thành phẩm trung gian (peptid, polypeptid ) và cuối cùng là các amino acid và NH3. Trong tập hợp các enzyme này, đáng quan tâm hơn cả là proteinase (thủy phân protein). + Ngồi ra khi hạt đại mạch nẩy mầm hay khi hơ hấp cịn cĩ sự tham gia của các enzyme oxy hĩa khử (xúc tác các quá trình trao đổi năng lượng tế bào).
31. * Các thành phần khác: + Cellulose: Phần lớn tập trung ở vỏ hạt. Trong quá trình chế biến nĩ khơng bị biến đổi (thành phần, số lượng), song nĩ cĩ một ý nghĩa lớn trong quá trình lọc trong dịch đường, ở giai đoạn này vỏ đại mạch (chủ yếu là cellulose) cĩ vai trị như một chất trợ lọc. + Hemicellulose: Tập trung ở thành vỏ hạt. Khi bị thủy phân các sản phẩm của nĩ là thức ăn quan trọng cho mầm hạt và nấm men bia. + Pentozan: Là một thành phần của hemicellulose. + Các chất đường: Đặc biệt là saccharose (trung bình 1,8% chất khơ của hạt) cĩ ý nghĩa lớn cho thời kỳ đầu của quá trình nẩy mầm trong sản xuất malt. + Các chất đắng, chát: Đa phần nằm tập trung tại vỏ hạt, nếu bị chiết xuất và tồn tại trong dịch đường, bia, nĩ gây nên cho bia vị đắng rất khĩ chịu. + Các chất khống: Chủ yếu là phospho, silic, kali.
32. 2.2 Đánh giá chất lượng và lựa chọn đại mạch cho sản xuất malt • Yêu cầu về cảm quan và sinh lý của hạt – Hình dáng bên ngồi, độ chắc của hạt + Thống nhất về màu sắc: Vàng nhạt ĩng ánh (giống như màu rơm). Hạt cĩ màu xanh là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm, hạt cĩ chấm màu nâu hay xám (đặc biệt tại hai đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc hay khơng cĩ khả năng nẩy mầm. Hạt cĩ mùi thơm tự nhiên, đặc trưng (giống như mùi rạ tươi).
33. + Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của giống lúa: Với một lọai giống đại mạch cĩ một chế độ xử lý kỹ thuật để đạt được chất lượng theo yêu cầu. Trong sản xuất chỉ chấp nhận 5% các hạt ngoại lai khi dùng số lượng lớn. + Trọng lượng vỏ hạt 680g/lít hạt; loại 2: 650 – 680 g/l; loại 3: 630 – 650g/l. + Trọng lượng tuyệt đối: Đại mạch loại nặng >44g/1000 hạt; loại trung bình: 35 – 45g/1000 hạt; loại nhẹ: 35 – 40g/1000 hạt. Dùng cho sản xuất cơ bản chọn 2 loại trên, loại 3 dùng với tỷ lệ rất nhỏ.
34. – Lực nẩy mầm: Là số hạt nẩy mầm sau ngày thứ ba của quá trình nẩy mầm (trong điều kiện thí nghiệm). Đại mạch đạt trung bình 80 – 85%. Lực nẩy mầm càng cao, chất lượng hạt càng cao. Tốt nhất chọn loại ≥ 85 – 90%. – Khả năng nẩy mầm: Là số hạt cĩ khả năng nẩy mầm, mầm phải sống và phát triển. Thường tính sau ngày thứ năm. Phải chọn loại ≥ 95% (vì chỉ cĩ hạt nẩy mầm thì đại mạch mới biến thành malt).
35. • Yêu cầu về hĩa học – Hàm ẩm (W): Phải đạt W trung bình= 15% (khơ trung bình). Khi bảo quản, tốt nhất W=12 – 13% (<14%) và khơng vượt quá 13% khi tàng trữ (W tối thiểu cho phép là 10%). Trên 13% hạt dễ bốc nĩng, khĩ bảo quản, dưới 10% hạt nhanh chĩng mất khả năng nẩy mầm. – Hàm lượng protein: 9 – 12%. – Hàm lượng tinh bột: Đại mạch dùng để sản xuất bia thường chỉ lựa chọn lọai cĩ hàm lượng tinh bột trung bình ≥ 63 – 65% (chất khơ). Khi kiểm tra, cắn hạt, phải cĩ mùi tinh bột và vị hơi ngọt.
36. • Yêu cầu các chỉ số chất lượng về cơ học – Tính đồng nhất về kích thước hạt: đại mạch loại 1 cĩ chiều rộng hạt >2,8mm; đại mạch loại 2 cĩ chiều rộng hạt 2,5 – 2,8 mm; loại 3 cĩ chiều rộng hạt 2,2 – 2,5mm; loại 4 cĩ chiều rộng hạt <2,2 mm. Chỉ dùng sản xuất bia loại đại mạch cĩ ít nhất 85% loại 1 và loại 2, cĩ thể dùng đại mạch cĩ loại 1 và 2 90%, loại 3: 8% và loại 4: 2%. – Đại mạch khơng lẫn sạn, rơm rác (tạp chất <1%). – Hạt khơng cĩ tỳ vết ở vỏ, khơng sâu, mốc hay vỡ nát, khơng lép, xanh. Các hạt khuyết tật này phải loại bỏ khi sản xuất malt.
37. 3. Hoa houblon Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ hai để sản xuất bia. • Hoa houblon gĩp phần quan trọng tạo ra mùi vị đặc trưng của bia, đồng thời houblon được sử dụng như một chất bảo quản cho bia (sát trùng, tăng tính ổn định cho các thành phần của bia, tăng khả năng tạo bọt, giữ bọt ). • Houblon cĩ tên khoa học là Humulus lupulus, là cây lưu niên thuộc họ dây leo, cao trung bình 6 – 8m, đơi khi tới 10 – 15m. • Hoa houblon cĩ hoa đực và hoa cái, nhưng chỉ cĩ hoa cái chưa thụ phấn (cịn gọi là nĩn hoa) là được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bia. Hoa đực và các thành phần khác khơng sử dụng vì chúng chứa rất ít lupulin.
38. 3.1 Cấu tạo hoa houblon - Chất đắng ( và  acid đắng, các loại nhựa đắng) chưa ở cánh hoa. - Hạt lupulin màu vàng ĩng ánh tựa phấn hoa chứa đa phần chất thơm của hoa houblon. - Hoa houblon chỉ được thu họach khi đã đạt được độ chín kỹ thuật (màu hoa chuyển từ màu xanh sang màu vàng hay vàng lục) thì lượng lupulin mới nhiều nhất. - Sơ đồ thu hoạch, sơ chế hoa houblon: Hoa tươi → Phơi, sấy khơ → Hoa khơ (W= 70-80%) (W= 10-12%) Tỷ lệ thu hồi hoa khơ so với tươi là 15%.
39. Trong sản xuất bia cĩ thể dùng hoa khơ, nguyên bơng ép thành bánh hay hoa khơ nghiền bột ép thành viên hoặc cao hoa (chiết xuất các chất hịa tan sau đĩ cơ đặc). Hoa houblon bất kỳ dạng nào bảo quản tại nhiệt độ 0- 50C và tốt nhất là 0± 50C.
40. 3.2 Thành phần hĩa học của hoa houblon cái chưa thụ phấn • W= 10-12% • Chất đắng 12-21% thơng thường 19% • Tanin 2,5-6% 4% • Protein 10-21% 20% • Cellulose 12-14% 13% • Khống 5-8% 8% • Tinh dầu 0,5% • Chất hịa tan khơng chứa N trung bình 26- 28%
41. - Chất đắng: Là thành phần thiết yếu và đặc trưng nhất của hoa houblon, được chia làm hai nhĩm: acid đắng (humulong – C21H30O5) và nhựa đắng (do các quá trình biến đổi của acid đắng tạo ra). Trung bình trong houblon cĩ 16-19% chất đắng (acid đắng 9-11%, nhựa đắng 7-8%). • Humulong và các đồng phân của nĩ tạo ra 85-95% chất đắng trong bia, nĩ cĩ vị đắng mạnh, độ họat động bề mặt rất lớn (tạo bọt, giữ bọt) và tính kháng sinh mạnh (hịa tan ít trong nước, nhiệt độ nĩng chảy 650C ). Ngồi ra cịn cĩ lupulong và các đồng phân của nĩ cĩ vị đắng kém humulong nhưng tính kháng sinh lại mạnh hơn (ít hịa tan trong nước, nhiệt độ nĩng chảy 920C). • Nhựa đắng tương đương 12% chất đắng chung, nếu >15% là do hoa thu hái, sấy khơng đúng kỹ thuật và >20% là hoa houblon đã bị hư.
42. - Tinh dầu: Cĩ dạng nước trong, vàng sánh cĩ mùi thơm rất mạnh. Khi đun sơi, đa phần tinh dầu hay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm tạo thành cùng với các thành phần khơng bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu, đặc trưng cho bia. - Chất chát (tanin): cĩ ý nghĩa lớn trong việc làm kết tủa các protein kém bền vững, làm tăng tính ổn định của bia. Tuy nhiên nĩ cũng làm giảm một lượng đáng kể các protein khác (kể cả bền vững) nên làm giảm khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia. Thơng thường trong bia cĩ khỏang 0,012 – 0,02% tanin.
43. 3.3 Đánh giá chất lượng hoa houblon Chỉ số Loại 1 Loại 2 Loại 3 Màu hoa Vàng đến vàng Vàng lục Vàng xanh đến ĩng vàng Màu hạt Vàng, vàng ĩng Vàng, vàng sẫm Vàng sẫm lupulin Mùi Thơm dễ chịu, đặc Thơm, khơng cĩ Hơi nồng trưng mùi tạp chất khác Cánh hoa To, đều, chắc, Cánh cĩ thể bị Rách nhiều, nhiều khơng bị rách rách, cĩ chấm chấm đỏ cà phê đỏ cà phê % tạp chất ≤ 1,75 ≤ 3 < 9 % hoa bệnh khơng < 1 < 5 % chất đắng ≤ 15 ≥ 12 ≥ 10 % tro ≤ 10 ≤ 11 ≤ 12 % ẩm < 13 < 13 < 13
44. 4. Nấm men bia Nấm men bia là vi sinh vật đơn bào. Kích thước trung bình tế bào 6-9m. Nấm men sinh sản dưới hình thức nẩy chồi và phân cắt (vơ tính). Trong sản xuất bia thường dùng hai loại nấm men: Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbergensis. Saccharomyces cerevisiae cĩ khả năng lên men nổi (hoạt động từ 00C đến 8-100C hay cao hơn trên bề mặt dịch lên men và chỉ lên men được 1/3 đường rafinose, tức là khơng cĩ khả năng phân hủy đường melibilose trong nhĩm rafinose). Saccharomyces carlsbergensis cĩ khả năng lên men chìm (hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, khơng quá 100C và ở đáy, trong lịng dịch đường lên men, nĩ cĩ khả năng tiêu thụ hịan tịan đường rafinose (fructose, disacchrid, melibiose).
45. Ngồi Saccharomyces carlsbergensis, hiện nay chủng Saccharomyces uvarum cũng được dùng lên men chìm trong sản xuất bia. Nấm men bia được sử dụng từ men giống thuần chủng (dạng men khơ, men đang giữ giống dạng ống thạch nghiêng ) qua hệ thống nhân giống trung gian trước khi dùng cho sản xuất lớn hay tái sử dụng lại từ nấm men sau khi đã lên men mẻ trước, qua xử lý để dùng cho mẻ sau. Thơng thường 1 đời men giống cĩ thể được sử dụng cho 6-10 chu kỳ lên men. Dù theo biện pháp nào, nấm men cho vào dịch đường để lên men bia đều phải đạt từ 10 – 12 triệu tế bào/1ml dịch men giống.
46. 5. Các chất phụ gia Là tất cả các chất được sử dụng dưới dạng các nguyên liệu phụ để nhằm đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong các quá trình của cơng nghệ sản xuất bia. • Nhĩm các chất phụ gia dùng để xử lý nước (các muối sulfat của Na, sulfit Na ). • Nhĩm sát trùng nước và điều chỉnh pH (Clor, acid sulfuric, acid lactic,,,). • Nhĩm các chất sát trùng, tẩy rửa (Clor, acid, NaOH ). • Nhĩm các chất dùng cho quá trình thu hồi CO2 (than hoạt tính, acid sulfuric, permanganate kali, clorur calci khan ).
47. • Nhĩm chống oxy hĩa cho bia (acid ascorbic, nước oxy già ). • Nhĩm các chế phẩm enzym dùng cho đường hĩa và lên men. • Nhĩm các hĩa chất cần thiết cho việc xử lý nấm men, thu hồi và phân lập, nuơi cấy nấm men, nhân giống trung gian • Nhĩm các hĩa chất trong phịng thí nghiệm và các bộ phận khác. • Nhĩm các chất trợ lọc (bột diatomid, bentonit, kizelgua )
48. 6. Nguyên liệu thay thế Nhằm các mục đích: Giảm giá thành sản xuất, cải thiện mùi vị bia, bảo quản được bia lâu hơn. Một phần malt, thậm chí 100% lượng malt được thay thế bằng các loại ngũ cốc khác: mạch đen, yến mạch, lúa mì, đại mạch khơ, gạo, bắp đơi khi cĩ thể dùng trực tiếp tinh bột hay các loại đường (glucose, maltose, saccharose ).
49. III. Sản xuất malt • Malt là tất cả những hạt ngũ cốc được cho nẩy mầm theo chế độ kỹ thuật thích hợp để phục vụ cho cơng nghệ sản xuất bia. • Điều kiện đảm bảo để chọn hạt ngũ cốc tốt cho sản xuất malt là: – Hàm lượng glucid : 55 – 65% trọng lượng chất khơ – Hàm lượng protein: 8 -10% trọng lượng chất khơ • Quy trình sản xuất malt từ đại mạch gồm các cơng đoạn sau:
50. 1. Thu hoạch đại mạch: Đại mạch khi thu hoạch cĩ độ ẩm W=18%, được đem làm sạch và phân loại: • Tách kim loại, đất đá, rơm, các hạt ngũ cốc khác. • Phân loại theo kích cở. Sau đĩ đem sấy và bảo quản (W≤12%, bảo tồn phơi cịn sống). Chế độ sấy: nhiệt độ của khơng khí đưa vào sấy phải luơn luơn ≤ 450C.
51. 2. Sản xuất malt tươi: • Ngâm hạt – Đạt đến độ ẩm cân bằng (đối với đại mạch W cân bằng: 40-44%; thĩc: 28- 30%). – Ngâm ở nhiệt độ thấp, luơn luơn ≤ 20- 220C. – Phải cĩ oxygen thường xuyên – Thời gian ngân đối với đại mạch: 56- 72giờ.
52. * Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt: - Nhiệt độ của nước ngâm: Nhiệt độ tăng thì tốc độ hút nước của hạt cũng tăng. Nếu lấy chất lượng của malt là mục tiêu tốt ưu thì nhiệt độ ngâm hạt thích hợp nhất là 10 – 120C. Ở nhiệt độ thấp hơn 100C, sự phát triển của phơi sẽ bị ức chế, cịn nếu nhiệt độ cao hơn 150C sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn họai sinh. Tốc độ hút nước cao dễ xãy ra hiện tượng hạt bị “sũng nước”, phơi bị “ủng” làm mất khả năng nẩy mầm của hạt. Cĩ thể chần hạt trong nước nĩng 350C hoặc thậm chí 50-550C tỷ lệ hạt nẩy mầm cao, cây mầm to, khỏe.
53. - Độ lớn của hạt: Hạt to hút nước chậm hơn hạt bé. - Hàm lượng protein của hạt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hút nước của hạt. Hạt càng chứa nhiều protein thì tốc độ hút nước càng chậm.
54. • Các quá trình hĩa lý, hĩa sinh và sinh lý của đại mạch ngâm: – Sự thẩm thấu và khuếch tán của nước vào hạt; – Hịa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu ở vỏ vào mơi trường; – Sự thẩm thấu một số ion và muối hịa tan trong nước vào hạt; – Sự hút nước và trương nở của tế bào; – Sự hịa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhũ vào nước; – Vận chuyển các chất hịa tan về phơi.
55. – Hịa tan tất cả các enzyme cĩ trong hạt vào nước hay là sự giải phĩng enzyme khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do; – Sự hoạt hĩa hệ enzyme oxy hĩa - khử và enzyme thủy phân; – Sự hơ hấp của hạt; – Sự thủy phân các chất hữu cơ cao phân tử; – Dấu hiệu của sự phát triển cây non ở phơi. Trong các quá trình trên thì hơ hấp của hạt và sự hoạt hĩa hệ enzyme thủy phân là hai quá trình quan trọng nhất.
56. • Các phương pháp ngâm hạt: – Ngâm lỳ trong nước. – Ngâm hĩan vị nước, khơng khí. – Ngâm trong dịng liên tục nước, khơng khí. – Ngâm bằng phương pháp phun nước. – Ngâm bằng phương pháp phun nước – hút khí.
57. • Ươm mầm - Mục đích: • Tạo điều kiện tổng hợp các hệ enzyme aylase, protease, esterase ở hàm lượng cực đại, đồng thời giải phĩng ra trạng thái tự do. • Các enzyme này sẽ phân cắt một lượng đáng kể các chất dinh dưỡng cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử, phá vỡ thành tế bào làm cho hạt “mềm ra”, tạo nên nhiều biến đổi cơ lý và hố học trong thành phần của hạt đại mạch. - Yêu cầu: Hạn chế tối đa sự phát triển của mầm và rễ.
58. Sự hoạt hĩa hệ enzyme thủy phân và các quá trình hĩa sinh ở giai đoạn ươm mầm • Sự hoạt hĩa sitase: – Sitase gồm sitoclatase và sitolase. – Thủy phân hemicellulose và các chất dạng keo thành các hợp chất trung gian và sau đĩ thành các đường đơn pentose, hexose và các sản phẩm khác (quá trình sitolisase). – Trong đại mạch khơ, chỉ phát hiện vết của hoạt tính sitase, ở giai đoạn ươm mầm, hoạt lực tăng nhiều lần. – Kết quả của quá trình sitolisase là thành tế bào bị phá vỡ, mở cửa cho các enzyme khác xâm nhập vào.
59. • Sự hoạt hĩa amylase và sự thay đổi thành phần tinh bột: – Hoạt lực của amylase tăng trong giai đoạn ươm mầm ở cả hai dạng: hoạt độ enzyme tự do (phần enzyme đã được giải phĩng ra khỏi trạng thái liên kết) và hoạt độ chung (hoạt độ của enzyme tự do và phần enzyme đang bị liên kết vào protein. – Sự hoạt hĩa nhĩm enzyme amylase kéo theo sự thay đổi lớn trong thành phần của hạt. – Tinh bột bị tiêu hao cho quá trình hơ hấp và tổng hợp tế bào cây non khỏang 4,5 – 5%.
60. • Sự hoạt hĩa protease: – Hoạt lực của protease trong đại mạch khơng đáng kể nhưng đến giai đọan ươm mầm thì tăng lên nhiều lần, tùy thuộc vào đặc tính của giống đại mạch và điều kiện ươm mầm. – Sự hoạt hĩa nhĩm enzyme này thể hiện sớm hơn và nhanh hơn nhĩm amylase, nhờ vậy thúc đẩy sự hoạt hĩa nhanh cho những enzyme khác vì dưới tác động của chúng, protein bị thay đổi cấu trúc, enzyme bị hấp phụ cĩ điều kiện tách ra ở trạng thái tự do.
61. • Sự hoạt hĩa esterase và sự thay đổi độ chua của malt: – Là những enzyme chứa gốc phosphate, tức là nhĩm enzyme phosphatase. Hoạt lực trong quá trình ươm mầm tăng từ 8-11 lần. – Hoạt động của nhĩm enzyme phosphatase trong giai đoạn ươm mầm làm tăng các sản phẩm dễ hịa tan chứa phospho ở trong hạt. Các quá trình liên quan đến phospho làm tăng độ chua và khả năng đệm của malt.
62. – Chế độ kỹ thuật: Malt vàng → để sản xuất bia vàng (hương vị do hoa houblon quyết định) Malt đen → để sản xuất bia đen (hương vị của malt và do melanoid quyết định) * Để sản xuất malt vàng: phải tạo điều kiện tích lũy hoạt lực enzyme cao, hàm lương acid amin vừa phải, hàm lượng đạm hồ tan ở mức độ đủ chọn đại mạch cĩ hàm lượng protein thấp nhưng cĩ khả năng nẩy mầm cao, hàm ẩm từ 42 – 43%. nhiệt độ 13-180C, thơng giĩ thật tốt, thời gian ươm mầm từ 6-8 ngày, khơng tiếp cận ánh sáng mặt trời (sau 1-2 ngày đầu dùng CO2 thổi vào để đuổi O2 ra nhằm hạn chế phát triển mầm và rễ.)
63. * Để sản xuất malt đen: phải tạo điều kiện tích lũy nhiều đạm amin và đường, tăng cường hoạt độ nhĩm enzyme protease chọn đại mạch cĩ hàm lượng protein thấp nhưng cĩ khả năng nẩy mầm cao, hàm ẩm tối đa, nhiệt độ 15-180C trong những ngày đầu, sau đĩ cĩ thể tăng lên 220C, thời gian ươm mầm từ 7-9 ngày.
64. Nhiệt độ ươm mầm cao thì gia tốc các quá trình enzym xảy ra lớn, hậu quả là mức độ thủy phân trong hạt khơng đều: cĩ chỗ xảy ra rất mạnh, cĩ chỗ khơng thấy dấu vết của enzyme. Malt thu được sẽ cĩ độ nhuyễn kém, quá trình đường hố sau này sẽ rất khĩ khăn, hiệu suất thu hồi chất chiết của malt thấp, chất lượng malt kém.
65. • Đánh giá chất lượng malt tươi: – Phương pháp phân tích: tính chỉ số WK (Windich-Kolbach) của malt (0WK: đơn vị hoạt động chung của hai enzyme protease và amylase trong malt). Thơng thường 0WK= 350 – 450. – Phương pháp cảm quan: • Nhìn vào hạt: Chiều dài mầm h = 2/3 – 1 chiều dài hạt (l); chiều dài bộ rễ b = 1,5 – 2l. • Bĩp hạt thĩc: Tơi ra, xốp, khơng cịn lõi → tốt • Cịn lõi, nát, nhão → khơng tốt • Vốc một nắm, ngửi cĩ mùi thơm của rạ tươi hay dưa leo → tốt • Cắn hạt, nếu nhận ra độ ngọt →tốt
66. 3. Sấy malt tươi: Mục đích: – Tách ẩm để bảo quản (malt tươi cĩ W=40- 44%, là đối tượng lý tưởng để vi sinh vật tấn cơng). Ở nhiệt độ cao, hầu hết vi sinh vật bám trên các hạt sẽ bị tiêu diệt, điều này làm hạn chế khả năng hư hỏng malt do tác nhân sinh học. – Quá trình sấy, trong khoảng 400C – 450C và hàm ẩm khoảng 20% là điều kiện lý tưởng cho enzyme hoạt động. – Tạo ra các loại malt khác nhau.
67. • Chế độ sấy: Gồm 3 giai đoạn: – Giai đoạn sấy sinh lý • t0 của khơng khí đưa vào, nâng lên từ từ, khơng được vượt quá 450C (sấy trong 8 giờ). • Độ ẩm giảm cịn 20 -25%. • Sấy cưỡng bức bằng khí nĩng. – Giai đoạn sấy sinh hố • t0 nâng lên 70 – 750C (thời gian 8 giờ). Vùng nhiệt độ từ 45-750C là vùng tối ưu cho hoạt động của các enzyme. • Độ ẩm cịn 10 -18%. • Sấy cưỡng bức.
68. – Giai đoạn sấy hố học • t0 tiếp tục tăng lên từ 80 – 900C. • Độ ẩm tiếp tục hạ từ 6-8% • Thời gian sấy: 8 giờ. Ở giai đoạn này xảy ra hai quá trình ảnh hưởng đến chất lượng của malt, đĩ là: – Quá trình hình thành melanoidin (phản ứng Meyerholf: phản ứng hố học giữa đường và acid amin), sản phẩm cĩ tính khử rất mạnh, kháng khuẩn và cĩ mùi thơm đặc trưng của bia. – Phản ứng caramel hố (thực chất là phản ứng khử nước của đường). Những gốc khử bị bẻ gãy mạnh cho ra vị (nếu bẻ gãy mạnh quá do nhiệt độ quá cao sẽ cho ra vị đắng). Ngồi ra nếu sấy khơng đúng chế độ sẽ cho ra mùi của furfurol dây ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
69. • W gồm W1: độ ẩm liên kết: dẫn nhiệt kém W2: độ ẩm tự do: dẫn nhiệt rất nhạy • Khi độ ẩm 6-8% (độ ẩm liên kết), nếu nâng lên 900C vẫn khơng làm ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme. • Ở độ ẩm 20% (cĩ độ ẩm tự do), nhiệt độ cao 900C sẽ làm mất hoạt tính enzyme.
70. * Sấy malt vàng • Sấy malt vàng hịan tịan khác với sấy malt đen do những đặc tính riêng cần cĩ như: hàm lượng melanoid, hàm lượng các chất chiết hịa tan, độ màu, họat lực enzyme, pH, độ chua, thế oxy hĩa - khử • Quá trình sấy malt vàng chỉ được xem như quá trình tách nước thơng thường để bảo quản. • Loại nhanh hàm ẩm của malt khi nhiệt độ sấy cịn khá thấp phải thơng giĩ ở mức tối đa. • Bảo tồn được hoạt lực của enzyme nhưng khơng thích hợp cho hoạt động thủy phân bổ sung các hợp chất cao phân tử hàm lượng chất chiết hịa tan thấp hơn malt đen.
71. * Sấy malt đen • Yêu cầu phải đạt được khi sấy malt đen: – Hạ được hàm ẩm xuống 1,5%. – Tạo được nhiều melanoid. – Màu của malt phải nâu, rất sẫm. – Tạo được nhiều chất chiết hồ tan bổ sung. ❖Tiến trình sấy phải tuân theo các nguyên tắc: ➢ Chu kỳ sấy kéo dài. ➢Sấy ở nhiệt độ cao, đặc biệt ở giai đoạn sấy kiệt. ➢Tương quan giữa nhiệt độ sấy và hàm ẩm của hạt phải tuân theo quy luật rất nghiêm ngặt. ➢Tăng cường tối đa cho hoạt động của hệ enzyme ở giai đoạn sấy sinh hố.
72. • Tách mầm và rễ: – Nhằm loại bỏ các độc chất trong mầm, rễ (trong mầm cĩ sắc tố vàng là Toxin. Đây là acid flavonic rất độc, cĩ thể gây vơ sinh ở nam giới. Sắc tố này cũng cĩ trong nấm mốc Aspergillus flavus; trong rễ cĩ chứa nhiều hợp chất thuộc nhĩm alkaloid gây ra vị đắng khĩ chịu, một số thành phần khác trong rễ là nguyên nhân tạo ra rượu bậc cao trong quá trình lên men bia.). – Tách mầm và rễ lúc đang sấy ở t0=75- 80 vì lúc đĩ mầm và rễ đang giịn.
73. 4. Bảo quản malt khơ: - Malt khơ phải được bảo quản trên 6 tháng mới đưa ra khâu chế biến được. Kiểm tra malt trên 6 tháng bằng chỉ số WK (WK của malt mới sản xuất thấp hơn 250-350 lần). - Thời gian đường hố: nghiền malt thành bột (10g) + nước (1/3-1/4) → hỗn dịch (ở nhiệt độ 50 – 550C).
74. Khi đúng nhiệt độ đĩ bắt đầu canh đồng hồ, sau mỗi 5 phút kiểm tra bằng cách cho dung dịch iod 0,1N (cĩ màu nâu sáng) lên đĩa sứ, lấy đũa thủy tinh đặt những giọt nước đường hố bên cạnh giọt iod, làm cho 2 giọt liền nhau. Ở ranh giới đụng nhau giữa 2 giọt, nếu cĩ màu xanh hoặc tím thì ở thời điểm đĩ chưa đường hố. Nếu 2 giọt đụng nhau mà khơng làm biến màu iod thì quá trình đường hố đã kết thúc. Ở thời điểm đĩ, bấm giờ. Thời gian càng dài thì hoạt tính enzyme càng kém. Thời gian đường hố của malt trung bình cĩ thể đưa vào sản xuất bia được là 10-15 phút.
75. • Kinh nghiệm cảm quan khi chọn malt khơ: – Thơm mùi bắp rang chín. – Vỏ cĩ màu tươi, khơng bị cháy sém. – Cắn ngay chính giữa hạt malt, lấy ra 2 nửa, quan sát độ đục bên trong, càng đục càng tốt, nếu cịn trong như hạt gạo thì chưa phân hủy tốt. – Kiểm tra độ xốp, độ ngọt. • (Lưu ý: lấy mẫu ngẫu nhiên, khơng chọn lựa)
76. 5. Một số loại malt đặc biệt • Malt caramel: Dùng trong cơng nghiệp sản xuất bia như một chất phụ gia nhằm tạo cho bia cĩ hương và vị đặc trưng. Malt này được sản xuấtbằng cách điều chỉnh quá trình sấy sao cho hạt malt tích lũy nhiều sản phẩm là “đường”. • Malt cà phê: sản xuất từ malt khơ bằng cách cho nướng ở nhiệt độ 210 – 2250C. Thời gian nướng phụ thuộc vào yêu cầu về màu sắc của sản phẩm cần đạt.
77. • Malt diastilin: Chứa hoạt lực cao nhĩm enzyme diastase, dùng để bổ sung khi malt nguyên liệu khơng được hồ hố tốt. • Malt proteolin: Là loại malt trong đĩ chứa 2% acid lactic và được sử dụng trong sản xuất bia với khối lượng khoảng 2,5% với mục đích là tăng độ chua của dịch đường. Việc giảm pH của khối cháo là giải pháp tích cực nhằm nâng cao năng lực xúc tác của hệ enzyme thủy phân, đặc biệt là nhĩm enzyme protease.
78. IV. Sản xuất bia THIẾT BỊ CẦN CHO HỆ THỐNG NẤU BIA -Nồi thế liệu (Hồ hố) - Nồi nấu sơi với hoa houblon - Nồi malt (Đường hố) - Nồi lắng (lắng xốy tâm) - Nồi lọc cháo (máy lọc ép)
79. Bia là sản phẩm thực phẩm, thuộc loại đồ uống độ cồn thấp, thu nhận được bằng cách lên men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường, chế biến từ malt đại mạch và các hạt giàu tinh bột, protein khác như gạo, bắp chưa qua giai đoạn ươm mầm, cùng với nước và hoa houblon. Các loại bia đều cĩ chứa một lượng cồn từ 1,8 – 7% so với thể tích và khoảng 0,3- 0,5% CO2 tính theo trọng lượng. Cơng nghệ sản xuất bia gồm các giai đoạn cơ bản sau: - Chế biến dịch đường houblon hố. - Lên men chính để chuyển hố dịch đường thành bia non, lên men phụ và tàng trữ bia non để lão hố thành bia tiêu chuẩn. - Lọc trong bia và đĩng bao bì, hồn thiện sản phẩm.
80. 1. Nấu và đường hố 1.1. Nghiền, xay malt * Mục đích: Đập nhỏ hạt ra làm nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hố và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn. * Phần vỏ trấu khơng được nát nhằm tạo ra lớp xốp làm vật liệu trợ lọc.
81. * Phải bảo đảm phần nội nhũ của hạt được nghiền mịn để dễ dàng chuyển hố thành các hợp chất thấp phân tử, dễ hồ tan. • Nhưng nghiền mịn phần nội nhũ lại cĩ điểm bất lợi là phần cháo trong màng lọc sẽ nén rất chặt, thể tích của chúng ít, cản trở việc lọc dịch và đến lúc rửa bã malt sẽ khơng thể nào chiết rút hết các thành phần dinh dưỡng trong đĩ.
82. • Mức độ nghiền thích hợp của malt phụ thuộc vào cấu trúc của nĩ, tức là độ nhuyễn, độ “đồ hố” của hạt ở giai đoạn ươm mầm. • Mức độ nghiền của malt cịn phụ thuộc vào thiết bị và phương pháp lọc bã. • Các phương pháp nghiền malt: Nghiền khơ, nghiền ẩm (phun ẩm bổ sung thêm 2% nhằm làm cho vỏ ẩm để bảo tồn trạng thái sau khi nghiền, làm trương nở các sợi dạng keo của nội nhũ), nghiền ướt (nghiền với nước phối trộn theo tỷ lệ nhất định, nhằmrút ngắn thời gian lọc bã do độ rỗng của khối bã tăng lên).
83. 1.2. Nghiền nguyên liệu hạt chưa ươm mầm Đặc điểm: Hạt nguyên liệu chưa được đồ hố, chưa được tác động bởi quá trình enzyme, cấu trúc tinh bột cịn rất cứng. Ở trạng thái như vậy rất khĩ bị thủy phân. Biện pháp hữu hiệu là phải nghiền thật nhỏ, sau đĩ phải qua khâu xử lý là hồ hố ở nhiệt độ cao, làm cho tinh bột của chúng chín.
84. 1.3. Trộn bột malt (thế liệu) với nước. * Tỉ lệ 1kg bột malt / 4-5 lít nước; 1 kg bột thế liệu/1,5-2 lít nước. * Nhiệt độ tối ưu : 30-350C. * Mục đích: tạo được một hỗn dịch đồng nhất. 1.4. Đường hố, nấu sơi. * Mục đích: chuyển tồn bộ chất khơ trong nguyên liệu thành chất khơ hồ tan.
85. * Phương pháp: • Ngâm khơng qua đun sơi: - Áp dụng trong trường hợp nấu 100% malt cĩ chất lượng tốt. - Tùy theo chất lượng của malt và tùy theo chất lượng của sản phẩm mà phương pháp ngâm sẽ áp dụng chế độ nâng dần nhiệt độ hoặc hạ dần nhiệt độ.
86. + Nâng dần nhiệt độ: • Trong trường hợp malt đã cĩ chất lượng tốt nhưng tỉ lệ hoạt tính giữa amylase và protease cân đối thì người ta áp dụng chế độ nâng dần nhiệt độ. • Nhiệt độ hỗn dịch sau khi trộn bột với nước ở khoảng 38-400C. Nâng dần nhiệt độ theo thời gian, đến khoảng 50-520C, dừng lại từ 5-10 phút. Tại đây gọi là điểm dừng đạm hố vì ở nhiệt độ nầy thích ứng cho protease tham gia quá trình phân cắt protein trong nguyên liệu ra những dạng ngắn hơn (cĩ thể đến sản phẩm tận cùng là acid amin, lượng acid amin càng dồi dào thì dịch sẽ lên men hữu hiệu hơn).
87. • Nâng dần nhiệt độ lên 60-630C, dừng lại và duy trì ở nhiệt độ nầy từ 10-15 phút. Điểm dừng nầy là điểm dừng đường hố, đây là nhiệt độ tối ưu cho enzym  amylase hoạt động (phân cắt glucid ra đường maltose). • Tiếp tục nâng lên khoảng 750C, tùy theo hoạt tính của amylase sẽ thực hiện điểm dừng dịch hố 5-10 phút (nếu quá thời gian nầy mà thử bằng iod vẫn cịn tinh bột thì phương pháp nầy khơng thích hợp với loại malt nầy).
88. + Hạ dần nhiệt độ: • Áp dụng trong trường hợp tỉ lệ giữa amilase và protease khơng cân đối (hoặc khơng cân đối giữa amylase và  amylase). • Khi trộn bột và nước xong, đưa hỗn dịch đến 80 0C, đồ thị nhìn như một đường thẳng dốc xuống. • Hạ nhiệt độ xuống đến khoảng 380C. Các điểm dừng rất ngắn, rất nhanh. Đi qua điểm dừng dịch hố, dừng khoảng 5 phút; đi qua điểm dừng dịch hố, dừng tối đa 5 phút; tại điểm dừng đạm hố cũng tối đa 5 phút.
89. ___ Nâng dần nhiệt độ ___ Hạ dần nhiệt độ 0C 90 Lọc 75 60 45 30 15 0 t (giờ) 1 2 3 4 5
90. • Đun sơi từng phần: Áp dụng trong trường hợp nấu 100% malt cĩ chất lượng trung bình trở lại hoặc trong trường hợp cĩ thế liệu. + Đun sơi 1 lần: khi nguyên liệu gồm 100% malt chất lượng trung bình hoặc 90% malt chất lượng trung bình + 10% thế liệu. + Đun sơi 2 lần: khi nguyên liệu gồm 80-85% malt tốt + 15-20% thế liệu. + Đun sơi 3 lần: khi malt tốt + thế liệu trên 35%. Phương pháp nầy thường kết hợp bổ sung enzym.
91. • Phương pháp đun sơi 2 lần: + Đầu tiên ở nồi thế liệu (1), trộn bột và nước, sau khi trộn, nhiệt độ hỗn dịch đạt khoảng 500C. Trong nồi thế liệu nầy cho thêm một phần malt lĩt (chiếm từ 10-15% trong tổng lượng malt). Mục đích cho malt lĩt vào là để tránh hiện tượng khét cục bộ do bột gia nhiệt sệt lại . – Nâng dần nhiệt độ đến 62-630C, tạo điểm dừng để tận dụng hoạt lực của - amilase (đường hố) khoảng 15-20 phút. – Nâng đến nhiệt độ đun sơi (30 phút).
92. 0C 30’ 30’ 100 90 Nồi thế liệu- hồ hĩa 80 Lọc 70 Nước+ Thế liệu + Dịch 60 Malt lĩt hĩa 50 Đường Nồi đường hĩa Đạm hĩa 40 Nước+Malt – Ngâm - Malt hĩa 30 20 10 0 t (giờ) 1 2 3 4 5 6
93. + Ở nồi malt (2), trộn bột và nước, nhiệt độ của hỗn dịch khoảng 37-380C. – Nâng dần nhiệt độ lên 500C, trích ½ nồi (1) đã nấu chín 30 phút cho vào nồi (2) để được hỗn dịch cĩ nhiệt độ khoảng 520C. – Tới đây đã thực hiện xong lần đun sơi 1. – Ở nồi malt, tạo điểm dừng đạm hố (10-15 phút). Sau đĩ nâng dần nhiệt độ, trộn với ½ cịn lại của nồi (1) hỗn dịch cĩ nhiệt độ khoảng 620C, thực hiện quá trình đường hố (10-15 phút). Đây là lần đun sơi thứ hai.
94. + Sau khi đường hố kết thúc, để tăng hiệu suất, nâng nhiệt độ lên khoảng 750C và tạo điểm dừng dịch hố (15-20 phút) để phân cắt tiếp tạo ra dextrin. + Kiểm tra tồn bộ quá trình đường hố bằng iod. Đem lọc. • Lọc cháo Cần thực hiện ở nhiệt độ cao 750C để độ nhớt của pha lỏng ít, dễ lọc. Ngồi ra dưới 750C là vùng thích hợp với vi khuẩn ưa nhiệt làm cho dịch đường dễ bị chua. Quá trình lọc cần thực hiện nhanh để tránh nhiễm các vi sinh vật khác.
95. 1.5. Đun sơi dịch đường với hoa houblon. – Mục đích: + Trích ly chất đắng và hương thơm của hoa vào dịch đường. + Keo tụ các phức chất giữa protein và tanin, làm ổn định thành phần dịch đường. + Tiệt trùng dịch đường. + Tạo ra nồng độ dịch đường đúng yêu cầu. – Phương pháp: + Cho hoa từng đợt. + Thời gian nấu sơi khoảng 1h30 phút – 2h30 phút. + Liều lượng sử dụng: 200g hoa /1000 lít .(Cho vào ½ và cho tiếp ½ cịn lại trước khi kết thúc quá trình đun sơi 30-45’).
96. • Lượng chất đắng hồ tan vào dịch đường phụ thuộc vào thời gian đun nấu. Trong 10-15 phút đầu tiên, 80% lượng chất đắng cuối cùng của dịch đường đã được hồ tan. Điều này khơng cĩ nghĩa là thời gian tiếp theo sau đĩ, tốc độ hồ tan chất đắng sẽ giảm đi. Quá trình hồ tan vẫn tiếp diễn, và do một lượng đáng kể chất đắng đã bị kết tủa, với thời gian nấu kéo dài thì mức độ đồng phân hố của chất đắng xảy ra triệt để hơn.
97. • Tinh dầu thơm của hoa houblon là cấu tử cĩ tầm quan trọng to lớn trong cơng nghệ sản xuất bia vì nĩ tạo cho bia cĩ hương thơm rất đặc trưng mà khơng cĩ ở bất kỳ một sản phẩm thực phẩm nào khác. • Trong thành phần của tinh dầu thơm chứa đến 103 hợp chất với những độ bay hơi khác nhau. Các cấu tử dễ bay hơi trong thời gian đun nấu chúng bị bay ra ngồi theo hơi nước. Lượng này chiếm đến gần 90% tổng lượng tinh dầu cĩ trong hoa. Đến giai đoạn lên men lại hao phí thêm 8-10% nữa. Giải pháp khắc phục hao phí: Nạp hoa thành từng đợt trong từng thời điểm khác nhau, thậm chí lúc lên men, hoặc bổ sung một lưuọng nhỏ vào bia.
98. 1.6. Lọc, tách cặn hoa. Tạo điều kiện cho các tủa nĩng lắng tốt. Dịch đường: phần ổn định (chất tan), keo nĩng (90%), keo nguội (10%). Phần keo nguội khi nhiệt độ cao thì hồ với phần chất tan, nhưng khi nhiệt độ xuống thấp thì nĩ ở trạng thái keo. Phần keo nĩng sẽ bị keo tụ ở nhiệt độ cao. Sau khi đun sơi với hoa houblon, người ta đưa vào bồn lắng xốy tâm, phần keo nĩng sẽ kết hợp với phần bã của hoa và được loại ra. Thời gian lắng tối đa là 45’.
99. 1.7. Hạ nhiệt độ nhanh. Nhằm hạn chế tối đa khả năng tự chua của dịch đường và đưa ngay vào quá trình lên men . Thời gian hạ nhiệt độ tối đa là 2 giờ.
100. Hiệu suất phân xưởng nấu: Là số dịch đường thu được tính ra lít với nồng độ đã xác định trong 1 lít thu từ 100 kg malt. E(%)= số lít dịch đường x 0Bal, Bx ) x trọng lượng riêng của dịch đường (=0,96) x d (nồng độ dịch đường ở 200C) / số kg malt Ví dụ: Từ 100kg malt thu được 600lít dịch đường cĩ độ đường là 100Bal, d=1,04 E= (600 x 10 x 1,04 x 0,96)/100 = 59,99%
101. Tại nhà máy bia Sài Gịn • Bia chai 50: 1 mẻ nấu gồm – Nguyên liệu: 6,4 tấn (4,9 tấn gạo - 76,6% + 1,5 tấn malt – 23,4%%) – Termamin ( - amylase) 1/1000 gạo – Neutramin (protease) 3/1000 malt – Fugamin (-amylase) 1/1000 gạo+malt – Cao houblon 6kg Nấu ra 42.000 – 45.000l sản phẩm. • Bia 333: – Malt 5,6 tấn (71,8%) – Gạo 2,2 tấn (28,2%) – Houblon 7,5 kg Chỉ bổ sung enzyme khi chất lượng malt khơng tốt lắm. Nấu ra 44.000 – 45.000 l sản phẩm.
102. 2. Lên men • Gây men giống. + Men giống: Saccharomyces carlsbergensis (lên men chìm) + Nhân giống men: * Cấy chuyền men giống vào mơi trường lỏng (nước malt 7-8%) trong ống nghiệm. * Nhân giống trong erlen 500ml, lắc đều để cung cấp 0 O2. Thời gian 12-16 giờ, t C= 25-30. * Tuỳ theo yêu cầu cần thiết về lượng men giống trong sản xuất mà thực hiện nhân tiếp tục, mỗi lần nhân theo cấp số 10). * Lượng men cần thiết là 1% so với thể tích của dịch cần lên men.
103. + Chất lượng men giống: * Quan sát bằng kính hiển vi: kích thước, độ mập trịn của men. Men tốt cĩ nhân lớn. * Trọng lượng: Lấy một lượng men giống trong ống nghiệm, ly tâm, bỏ phần nước, cân sinh khối, trọng lượng càng lớn thì men càng tốt. * Dùng phịng đếm hồng cầu để xác định số tế bào/ml. Yêu cầu :10-20 triệu tb/ml. * Tỉ lệ tế bào chết 20%. (PP nhuộm màu)
104. • Lên men chính. Mục đích: Chuyển các chất đường và dextrin cĩ phân tử thấp thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. Thời gian: 6-8 ngày. Quá trình lên men chính trải qua 4 giai đoạn. – Giai đoạn đầu: kéo dài từ 0,5-1 ngày, nấm men bắt đầu sử dụng O2 và đường để phát triển sinh khối. Trên bề mặt của mơi trường sẽ xuất hiện các bọt khí CO2 mỏng, trắng bám ở thành thùng, nhiệt độ tăng từ từ. – Giai đoạn thứ hai: kéo dài từ 1-2 ngày gọi là giai đoạn nẩy chồi của nấm men. Nhiệt độ tăng rất nhanh, khí CO2 nhiều và lớp bọt bắt đầu dày.
105. – Giai đoạn thứ ba: kéo dài từ 2-5 ngày, quá trình lên men xảy ra mảnh liệt nhất, nhiệt độ tăng rất nhanh, CO2 hình thành nhiều, bọt dầy đặc, độ đường giảm trung bình từ 1,5-2%/ngày, giai đoạn nầy cần xử lý bằng nhiệt độ lạnh vì nếu nhiệt độ tăng cao sẽ sinh độc tố. – Giai đoạn kết thúc: từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 8 nguồn thức ăn đã cạn, quá trình lên men yếu, bọt mỏng và đã chuyển sang màu sẩm, độ giảm của đường từ 0,2- 0,4%/ngày. Phương trình tổng quát của quá trình lên men: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q + sinh khối + sản phẩm phụ
106. • Lên men phụ. (ủ chín bia) Mục đích: Tiếp tục lên men phần chất khơ cịn lại sau khi lên men chính, bão hồ CO2, tăng cường mùi vị cho bia, để bia tự lắng tốt Các quá trình chính: – Bão hồ CO2: Nồng độ CO2 sau khi lên men chính là 0,15-0,2%, sau khi lên men phụ cần phải đạt 0,3-0,4%. Như vậy cần phải lên men phụ trong điều kiện thiết bị thật kín để cĩ thể tích tụ CO2. CO2 tồn tại trong bia ở 2 trạng thái: CO2 tự do và 1 phần CO2 tác dụng với acid và rượu tạo thành ester- carbonic khơng bền.
107. – Phản ứng ester hố: tạo hương, xảy ra ở nhiệt độ rất thấp, từ từ. RCOOH +R’OH → RCOOR’ + H2O – Sự lắng trong – Chế độ lên men phụ: • Nhiệt độ luơn nhỏ hơn nhiệt độ lên men chính. • Thời gian 3-6 tuần. – Bia non được hạ xuống 5-70C trong 48 giờ. – Giảm tiếp đến 1-20C. – Tàng trữ.
108. Xử lý sinh khối nấm men sau khi lên men chính Lượng sinh khối thu được sau khi lên men chính nhiều gấp 5-8 lần lượng nấm men ban đầu, rất bẩn vì lẫn nhiều tạp chất. Xử lý: - Rây nấm men để tách hết các tạp chất kích thước lớn. - Rửa để tách tế bào chết và cặn mịn (rửa bằng nước lạnh 2-40C, vơ trùng). - Sát trùng để diệt vi sinh vật lạ. - Bảo quản dùng cho các mẻ sau.
109. • Trường hợp nấm men sản xuất bị sơ nhiễm, xử lý như sau: – Rửa bằng dung dịch 1% H2SO4 với liều lượng 0,3l/1lít nấm men đặc, pH khơng hạ dưới 2. – Sau 40 phút, trung hồ bằng dung dịch 1% NaHCO3. – Sau 10-15 phút, rửa bằng nước vơ trùng 20C.
110. Để thu ngắn thời gian sản xuất bia: Cưỡng bức loại diacetyl: nhiệt độ cao cuốn CO2 ra ngồi đồng thời lơi kéo cả diacetyl.
111. DIACETYL: SỰ HÌNH THÀNH, SỰ GIẢM VÀ SỰ ĐIỀU KHIỂN • Diacetyl thường được gọi là 2,3-butanedione. Theo một báo cáo năm 1953, lượng diacetyl trung bình trong bia Mỹ là 0,33mg/l. Ngày nay, con số chấp nhận là gần 0,05m/l. Sự hình thành và sự giảm: • Nghiên cứu về diacetyl trong bia được Pasteur bắt đầu từ những năm 1870. • Trong giai đoạn đầu, cơ chế hình thành diacetyl chỉ được biết là sự nhiễm vi khuẩn gây ra do điều kiện kém vệ sinh. Nhưng những người trong ngành bia thì tin rằng phải cĩ sự liên quan của các yếu tố khác bởi vì nĩ cũng hình thành ngay trong điều kiện mơi trường rất sạch sẽ.
112. Đến đầu những năm 1960, Owades đã đưa ra một kỹ thuật cĩ hiệu quả trong việc đo hàm lượng diacetyl. Kỹ thuật nầy chỉ ra rằng sự nuơi cấy nấm men giữ vai trị chủ yếu trong việc hình thành hoặc sự giảm diacetyl. Những nghiên cứu tiếp theo cho thấy acid acetolactic là tiền chất của diacetyl. Mặc dù cĩ nhiều tác nhân ảnh hưởng đến việc hình thành diacetyl trong bia, con đường căn bản nhất cĩ liên quan đến ethanol. Đa số bia cĩ chứa 30.000- 50.000 mg ethanol/l bia, chứng tỏ sự cĩ mặt của pyruvat ở giai đoạn trước, và đĩ là tác nhân hình thành diacetyl
113. Pyruvat Acetaldehyd valine Ethanol acetolactic acid Diacetyl other products
114. diacetyl 2H+ acetoin 2H+ butanediol Các tác nhân dẫn đến hình thành diacetyl Nấm men: Nấm men bia chứa những enzym cho cả quá trình hình thành lẫn giảm diacetyl. Người ta đã làm thí nghiệm trên nhiều chủng nấm men, khi cho lên men ở 100C và đo lượng diacetyl hình thành. Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến quá trình nầy. Khi lên men ở 200C thì lượng diacetyl hình thành nhiều hơn khi lên men ở 100C. Nhưng đồng thời nhiệt độ cao thì sự giảm diacetyl càng nhanh, người ta thấy có sự giảm diacetyl trong giai đoạn trữ lạnh nhưng tốc độ rất chậm, vì vậy các nhà sx bia thường tăng nhiệt độ lên 200C vào cuối quá trình lên men để lôi cuốn diacetyl đi.
115. • Vi khuẩn: • Các vi khuẩn cĩ khả năng đẩy mạnh sự hình thành diacetyl gồm cầu khuẩn gram dương (Pediococci) và những chủng chọn lọc của phẩy khuẩn gram dương (Lactobacillus), ảnh hưởng của những chủng nầy rất dễ nhận ra, cả 2 chủng vi khuẩn đều tạo ra acid lactic. Sự nhiễm vi khuẩn thường do thiết bị khơng được vệ sinh tốt. • Protein: • Con đường cơ bản hình thành diacetyl cho thấy rõ vai trị của amino acid. • Sự oxi hố: • Acetolactic acid bị oxy hố thành diacetyl.
116. HIỆU SUẤT PHÂN XƯỞNG LÊN MEN Độ lên men là % chất hồ tan đã lên men so với % chất hồ tan ban đầu của dịch lên men. E - e V= x100 E E: % chất hồ tan ban đầu của dịch lên men e: % chất hồ tan trong bia non Ví dụ: E= 10% e= 4% V= (10-4)/10 x100=60%
117. • Hồn thiện sản phẩm – Lọc bia: nhằm tách hết tế bào nấm men trong bia, bia đem lọc phải ở 0-20C, hệ thống lọc kín để tránh thất thốt CO2. – Bột trợ lọc: diatomit, kizelgua. – Bảo hồ CO2. (nếu cần) Chiết bia → Bia tươi → Sản phẩm  Chai, lon → Thanh trùng → Dán nhãn, Kiểm tra → Sản phẩm
118. • Chế độ thanh trùng tại Nhà máy bia Sài Gịn 70-750C (10-15’) 40-450C (5-10’) 30-350C (10-15’) • Thanh trùng thủ cơng: t0C trong khoảng ≤80 theo nguyên tắc nâng lên từ từ và giảm từ từ. Bia sau khi thanh trùng giá trị dinh dưỡng khơng tốt bằng bia tươi vì: - Mất đi một phần các vitamin, acid amin. - Hàm lượng CO2 ở bia thanh trùng một phần bị bứt ra khỏi trạng thái liên kết và tích tụ ở khoảng trống giữa bia và mặt nắp bao bì.
119. • Bia thành phẩm: – Cảm quan: độ trong suốt, hương và vị, bọt và độ bão hồ CO2. – Độ cồn (%) 3- 4,5 – Độ chua (tính bằng số ml dd NaOH 1N cho 100 ml bia 1,2-1,7 – Màu: tính bằng số ml dd Iod 0,1N cho 100ml bia 0,5-1 – Hàm lượng CO2 (%) 2,8 - 4
120. ĐIỀU CHỈNH CHẤT LƯỢNG BIA Chỉ tiêu Cách điều chỉnh 1. Màu sắc Thành phần ngũ cốc đưa đi xay (malt cĩ màu cho màu sẫm, nguyên liệu phi malt cho màu sáng), thêm caramel lúc nấu cho màu sẫm, giảm độ sơi cho màu sáng. 2. Độ trong -Lọc và trữ ở 0-10C, tank chứa phải làm vệ sinh sạch sẽ. - Loại bỏ những tiền chất protein bằng những chất hấp phụ hay protease (papain), thêm acid tanic. -Loại bỏ những tiền chất polyphenol bằng những chất hấp phụ, thêm vào antioxidants (acid ascorbic).
121. 3. Độ bọt Dùng nhiều malt hơn trong ngũ cốc xay, thêm vào bột đại mạch, điều chỉnh lượng gas. 4. Độ đắng của Dùng dịch chiết houblon đã houblon isomer hố sau khi lên men. 5. Hương thơm Dùng một lượng houblon nấu của houblon chín, sau đĩ thêm dịch này vào bia. 6. Nồng độ CO2 Làm giảm CO2 bằng cách thơng hơi thiết bị lên men. Làm tăng CO2 bằng cách làm kín thiết bị lên men.
122. HƯƠNG VỊ BIA • Vị xấu do nguyên liệu hay do phương pháp chế biến. • Vị chát do nước kiềm hay do houblon để lâu hoặc bia bị oxy hố. • Vị rơm rạ do đại mạch nấu lâu ở pH cao. • Vị khét chát từ malt sẫm màu sấy ở nhiệt độ cao hay do malt caramel xấu. • Vị men do men già, thối hố hoặc men tự phân hủy hay lên men ở nhiệt độ quá cao. • Vị mốc do nút chai hay do hầm chứa bia bị mốc, xử lý bằng than hoạt tính. • Vị hanh do bia tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, cần chai thủy tinh màu nâu để bảo vệ.
123. CÁC HIỆN TƯỢNG HƯ HỎNG – NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH XỬ LÝ 1- Do hĩa lý: • Tủa nguội: – Nguyên nhân: Do quá trình tủa nguội của các protein, các phức của houblon với protein (vơ định hình). Các tủa này càng tăng lên khi nhiệt độ càng hạ. – Hậu quả: Bia đục. – Xử lý: Đem hạ nhiệt độ thật thấp, để tủa hịan tịan rồi lọc lại. (Để tránh xảy ra ở những mẻ sau, cần chú ý cách đun sơi với hoa houblon, thời gian đun)
124. • Tủa dextrin: – Nguyên nhân: Nấu, đường hĩa sai chế độ nhiệt độ. – Khơng xử lý được, chỉ rút kinh nghiệm cho mẻ sau. – Khi bị tủa dextrin thì độ lên men rất thấp làm cho bia bị đục, sệch. Chú ý khi lọc dịch đường hĩa cần nâng nhiệt độ nước rửa bả (75-800C) để hạn chế dextrin.
125. • Tủa kim loại: – Nếu sản phẩm bia cĩ tiếp xúc với các thùng, val, các đường ống bằng sắt, chì, đồng thì sẽ dẫn đến tủa do các thành phần protein ở dạng trung gian gặp phải các ion kim loại. Các tủa này thường đi kèm sự cho ra màu sắc (nâu, đỏ, xanh dương). – Cần hạn chế sự tiếp xúc kim loại hoặc dùng một lượng bia tráng qua lớp kim loại đĩ, đổ bỏ trước khi cho bia vào. – Nếu đã bị tủa kim loại rồi thì đổ bỏ.
126. 2- Do hĩa sinh: • Bia bị đục đi kèm với pH giảm: – Do vi khuẩn gây chua (VK lactic ưa nhiệt, khi kéo dài thời gian lọc dễ bị nhiễm VK này), vi khuẩn tạo màng (VK acetic). pH cĩ thể giảm tới 3,5. – Xử lý: Đổ bỏ. – Nếu dịch đường chưa lên men đã bị chua thì cĩ thể xử lý bằng cách cho nước vơi vào để trung hịa, cịn nếu bị chua sau khi lên men thì khơng thể xử lý được.
127. • Nếu bia bị đổi vị, cĩ khi đến mức độ khơng thể uống được nữa, đĩ là do nhiễm Saccharomyces pastorianus và Saccharomyces ellipsoideus. • Nếu bia bị đổi màu thành vàng bẩn và đục là do bị nhiễm Saccharobacillus pastorianus, phân hủy đường và dextrin thành cồn, acetic, acid formic và acid lactic. • Bia bị nhớt và dắt dây khi bị nhiễm Bacillus viscosus. • Bia chua và mùi gắt là do nhiễm Mycoderma aceti, chứa một lượng acid acetic đáng kể. • Bia cĩ độ cồn quá thấp do nhiễm Saccharomyces mycoderma, bia bị biến đổi mùi vị.
128. VẤN ĐỀ MƠI TRƯỜNG TẠI CÁC NHÀ MÁY BIA • Nước: Các chất thải đổ vào hệ thống nước chứa nồng độ cao các chất hữu cơ và các cặn bã của hoạt động vệ sinh kho chứa. Vệ sinh kho chứa tạo ra nước thải acid và kiềm. Do vậy pH cĩ thể dao động rất nhiều và càng ngây khĩ khăn cho các nhà máy xử lý nước thải địa phương cũng như gây ra sự cố trong hệ thống ống dẫn. Khối lượng nước thải phát sinh từ quy trình này khơng được vượt quá 3-5 m3 /m3 sản phẩm. pH nước thải cần vào khoảng 6,5-10.
129. • Khơng khí: Chất thải phát sinh vào khơng khí chứa hơi và bụi từ ngành sản xuất bia, từ quá trình đốt nĩng và quá trình làm lạnh. Cần cĩ bộ phận ngưng tụ các chất hơi. • Tiếng ồn: Mức độ tiếng ồn khơng được vượt quá giá trị quy định. • Chất thải: Chất thải chủ yếu chứa chất hữu cơ, phế phẩm, dư phẩm các quá trình (ví dụ hạt ngũ cốc, cặn, men bia thừa, nhãn thừa, thuỷ tinh vỡ ). Cĩ thể cĩ cả dầu tràn. Các phế phẩm, dư phẩm thường được tái sử dụng như làm thức ăn gia súc. • Vị trí: Khoảng cách an tồn với khu dân cư vào khoảng 200-500m.
130. GIÁM SÁT – Hạt ngũ cốc, hoa bia, cặn cĩ được xử lý khơng? – Cĩ thể sử dụng biện pháp làm giảm rị rỉ từ quy trình sản xuất khơng? – Các chai hỏng và thuỷ tinh vỡ cĩ được thu hồi khơng? – Cĩ giảm được lượng nước sử dụng khơng ? – Cĩ các quy định hướng dẫn sử dụng để tránh các lỗi liên quan khơng? – Loại chất tẩy rửa nào được sử dụng ? Cĩ thể sử dụng các chất tẩy rửa cĩ lợi theo quan điểm của mơi trường khơng ?
131. – Các hố chất và chất thải độc hại cĩ được cất giữ ở nơi phù hợp khơng? – Ảnh hưởng của các chất thải lỏng từ quá trình sản xuất bia đối với hệ thống cống rãnh và nhà máy xử lý nước thải địa phương. Cĩ thể cĩ những cải tiến nào, ví dụ cải tiến bể chứa để cân bằng dịng chảy hoặc điều chỉnh pH. – Loại thiết bị lạnh nào được sử dụng ở dây chuyền làm lạnh? – CO2 phát sinh từ quy trình cĩ thể được tái sử dụng được khơng?