Giáo trình Vi sinh vật học trong công nghiệp bia - Chương 3: Hệ sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia

44 trang huongle 5890

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Vi sinh vật học trong công nghiệp bia - Chương 3: Hệ sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_vi_sinh_vat_hoc_trong_cong_nghiep_bia_chuong_3_he.pdf

Nội dung text: Giáo trình Vi sinh vật học trong công nghiệp bia - Chương 3: Hệ sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia

CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 1 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Bia thành ph m • Thành ph ần dinh dưỡng: Glucid Saccharide Oligosaccharide Các hợp ch ất ch ứa nit ơ Các hợp ch ất khác • pH • Th ế oxy hóa kh ử Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 2
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Bia thành ph m • Các hợp ch ất ức ch ế vi sinh vật: Ethanol Carbon dioxide Iso-alpha acid • Quy trình sản xu ất bia • Hệ qu ả Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 3 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Khái ni ệm biofilm: Định ngh ĩa Thành ph ần Extra-polysaccharide (EPS) → 5-10 µm Vi sinh vật → 100-200 µm • Đối tượng bị nhi ễm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 4
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Các công đoạn nhi ễm th ường gặp Phân xưởng nấu Phân xưởng lên men Phân xưởng rót Các vị trí khác Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 5 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 6
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 7 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 8
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Vi khu ẩn và biofilm: Tỉ lệ th ống kê: 99% EPS Capsule Zooglea Sản ph ẩm trao đổi ch ất → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 9 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí • Hệ vi sinh vật trong không khí • Đối tượng bị nhi ễm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 10
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí • Các công đoạn nhi ễm th ường gặp Phân xưởng xử lý bia sau lên men Phân xưởng rót → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 11 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí Số li ệu th ống kê từ 10 nhà máy bia của Ph ần lan Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 12
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Các lo i khí s dng trong sn xu t • Phân lo ại Không khí Carbon dioxide Nitrogen • Kh ả năng gây nhi ễm → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 13 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Nguyên li u • Malt và th ế li ệu Hệ vi sinh vật Kh ả năng gây nhi ễm • Mối quan hệ gi ữa hệ VSV trong malt và hệ VSV trong bia → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 14
3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Nguyên li u Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 15 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 16
CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 17 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi sinh vật nhi ễm trong bia Vi khu ẩn Nấm men dại (Bacteria) (Wild yeast) Gram (+) Gram (-) Saccharomyces Non-Saccharomyces Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 18
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Procaryote Vi sinh vật đơ n bào Có th ể chuy ển động ho ặc không chuy ển động Ki ểm tra sơ bộ Catalase test Ý ngh ĩa Cách th ực hi ện Nhu ộm Gram Ý ngh ĩa Cách th ực hi ện Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 19 Ph ươ ng pháp nhu ộm Gram Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 20
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Ph ươ ng pháp nhu ộm Gram Clostridum perfringens Escherichia coli Gram (+) Gram (-) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 21 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn VK Gram dươ ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 22
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn VK Gram âm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 23 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm trong bia Vi khu ẩn acetic Các vi khu ẩn khác (2 gi ống) Coliforms (3 gi ống) (4 gi ống) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 24
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Acetobacter Loài th ường gặp: A. aceti, A. pasteurianus Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8 µm x 1-4µm), catalase (+), hi ếu khí bắt bu ộc, oxy hóa ethanol thành carbon dioxide và nước Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: gây đục bia, tạo váng trên A. aceti bề mặt sản ph ẩm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 25 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Gluconobacter Loài th ường gặp: G. oxydans Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8 µm x 1-4µm), chuy ển động, catalase (+), hi ếu khí bắt bu ộc, oxy hóa ethanol thành acetic acid. Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: gây đục bia, tạo váng trên bề mặt, tăng độ nh ớt G. oxydans Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 26
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Obesumbacterium (Hafnia) Loài th ường gặp: O. proteus (H. protea) Đặc điểm: hình gậy (0.8-1.2 µm x 1.5-4.0 µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+), ch ịu cồn (<6%). Ngu ồn nhi ễm: nấm men Hệ qu ả: phát tri ển vào giai đoạn đầu của quá trình lên men chính Tốc độ lên men Sinh tổng hợp DMS Tăng pH Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 27 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Citrobacter Loài th ường gặp: C. freundii Đặc điểm: hình gậy (1 µm x 2-6µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+) Ngu ồn nhi ễm: dịch nha Hệ qu ả: Sinh tổng hợp DMS và acid hữu cơ C. freundii Bị ức ch ế bởi quá trình lên men ethanol Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 28
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Enterobacter (Rahmella) Loài th ường gặp: E. agglomerans, E. cloacae Đặc điểm: hình gậy (0.6 µm x 2- 3µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+) Ngu ồn nhi ễm: nấm men Hệ qu ả: Sinh tổng hợp DMS và diacetyl Tăng pH Tăng tốc độ lên men E. cloacae Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 29 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Klebsiella Loài th ường gặp: K. terrigena, K. aerogenes, K. pneumonia Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.0 µm x 0.6-6.0 µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+) Ngu ồn nhi ễm: dịch nha Hệ qu ả: Sinh tổng hợp DMS Tạo mùi phenolic (4-vinylguaiacol) K. aerogenes Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 30
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Zymomonas Loài th ường gặp: Z. mobilis Đặc điểm: hình gậy (1.0-1.4 µm x 2-6µm), kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (+), lên men glucose thành ethanol, không lê men maltose, rất ch ịu cồn, o Topt =25-30 C Ngu ồn nhi ễm: dịch nha sản xu ất ale Hệ qu ả: Z. mobilis Sinh tổng hợp acetaldehyde Sulphide Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 31 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Pectinatus Loài th ường gặp: P. cerevisiiphilus Đặc điểm: hình gậy kéo dài (0.8 µm x 2-30 µm), kỵ khí bắt bu ộc, pH opt =4.5-6.0 Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: Sinh tổng hợp hydrogen sulphide Acetaldehyde Propionic acid Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 32
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Megasphaera Loài th ường gặp: M. cerevisiae Đặc điểm: hình cầu (1.0-1.2 µm), kỵ khí bắt bu ộc, catalase (-), không th ể sinh tr ưởng khi pH 3.5-5.5% Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: Sinh tổng hợp hydrogen sulphide Butyric acid và acid béo → Khó phân lập Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 33 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng trong bia Vi khu ẩn lactic Các vi khu ẩn khác (2 gi ống) (2 gi ống) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 34
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Lactobacillus Loài th ường gặp: L. brevis, L. damnosus, L. casei, L. fermentum, L. buchneri, L. delbruekii, L. lindneri Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.2 µm x 1-15 µm), kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình lẫn dị hình, tính mẫn cảm với iso-alpha acid thay đổi tùy ch ủng L. brevis Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: Sinh tổng hợp diacetyl Độ chua Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 35 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 36
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Pediococcus Loài th ường gặp: P. damnosus, P. inopinatus Đặc điểm: hình cầu (0.7 µm) ở dạng tứ cầu khu ẩn, kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình, bền với iso-alpha acid và ethanol (< 10% v/v) P. inopinatus Ngu ồn nhi ễm Hệ qu ả: Sinh tổng hợp diacetyl Độ chua Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 37 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Bacillus Loài th ường gặp: B. coagulans Đặc điểm: hình gậy, hi ếu khí bắt bu ộc, catalase (+), có kh ả năng sinh bào tử, thu ộc nhóm ưa nhi ệt, mẫn cảm với iso-alpha acid Ngu ồn nhi ễm: dịch nha trong phân xưởng nấu B. coagulans Hệ qu ả: sinh tổng hợp nitrosamine Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 38
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Micrococcus Loài th ường gặp: M. kistinae, M. varians Đặc điểm: hình cầu, hi ếu khí bắt bu ộc (ngo ại tr ừ M. varians thu ộc nhóm kỵ khí tùy ti ện), catalase (+) Ngu ồn nhi ễm: dịch nha và bia Hệ qu ả: tạo mùi trái cây → Ít gặp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 39 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Tác động đến ch ất lượng bia Phân lo ại S. turbidans, S. ellipsoideus, S. willianus, S. diastaticus S. cerevisiae S. bayanus, S. pastorianus Killer yeast Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 40
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Ví d: ch ng S. cerevisiae (S. diastaticus) Ngu ồn nhi ễm: phân xưởng lên men và rót Hệ qu ả: Độ lên men rất cao Mùi phenolic → Gene POF (phenolic acid decarboxylase): decarboxyla hóa acid ferulic và cinnamic thành 4-vinyl guaiacol và styrene Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 41 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast Killer yeast toxin Bản ch ất Ch ức năng Phân lo ại ds RNA plasmid →→→ S. cerevisiae ds DNA plasmid cDNA →→→ S. cerevisiae Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 42
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae với dsRNA plasmid Độc tố Gene Kích th ước gene K1 M1 ds RNA plasmid 1.9 K2 M2 ds RNA plasmid 1.7 K3 M3 ds RNA plasmid 1.5 KT28 M28 ds RNA plasmid 1.99 K3GR1 M3GR1 ds RNA plasmid 1.5 và 2.0 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 43 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast Hệ qu ả Tỉ lệ killer yeast 2-3% → tỉ lệ tế bào nấm men bia còn sống sẽ gi ảm từ 95% xu ống 20% Mùi cỏ/ phenolic Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 44
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Brettanomyces Loài th ường gặp: B. anomalus, B. bruxellensis, B. lambicus Đặc điểm: lên men glucose, ít khi lên men maltose, không lên men saccharose, sinh tổng hợp acid acetic, kh ử nitrate, oxy thúc đẩy quá trình lên men B. bruxellensis Ngu ồn nhi ễm: dịch nha và bia Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 45 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Candida Loài th ường gặp: C. tropicalis, C. boidinii, C. vini (C. mycodema) Đặc điểm: lên men glucose (C. tropicalis có th ể lên men maltose) Ngu ồn nhi ễm: dịch nha (giai đoạn đầu của quá trình lên men chính) và bia Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia C. tropicalis Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 46
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Cryptococcus Loài th ường gặp: C. laurentii Đặc điểm: không lên men nh ưng có th ể sử dụng nhi ều lo ại đường, một số ch ủng sinh tổng hợp pigment Ngu ồn nhi ễm: bia tươ i Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia C. laurentii Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 47 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Dekkera Loài th ường gặp: D. bruxellensis, D. hansenii Đặc điểm: sinh ascospore, lên men glucose và saccharose, một số ch ủng lên men maltose, oxy sẽ thúc đẩy quá trình lên men Ngu ồn nhi ễm: bia tươ i Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất D. bruxellensis lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 48
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Kluyveromyces Loài th ường gặp: K. marxianus Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men các đường khác tùy thu ộc vào ch ủng, ch ịu nhi ệt Ngu ồn nhi ễm: th ế li ệu syrup, dịch nha Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất K. marxianus lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 49 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Pichia Loài th ường gặp: P. anomala, P. fermantans, P. membranifaciens Đặc điểm: lên men glucose Ngu ồn nhi ễm: dịch nha (giai đoạn đầu của qt lên men chính) và bia tươ i Hệ qu ả: Độ trong P. anomala Tạo màng Mùi sauerkraut ( P. membranifaciens ) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 50
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Rhodotorula Loài th ường gặp: R. glutinis, R. mucilginosa Đặc điểm: không lên men nh ưng sử dụng được nhi ều lo ại đường một số ch ủng sinh tổng hợp pigment Ngu ồn nhi ễm: nước và nấm men Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ti ến trình R. glutinis lên men Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 51 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Torulaspora Loài th ường gặp: T. delbrueckii Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men maltose thay đổi tùy theo ch ủng Ngu ồn nhi ễm: nấm men và bia tươ i Hệ qu ả: ảnh hưởng đến giá tr ị cảm quan của bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 52
3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Zygosaccharomyces Loài th ường gặp: Z. bailii, Z. rouxii Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men maltose và saccharose thay đổi tùy theo ch ủng, ch ịu áp lực th ẩm th ấu Ngu ồn nhi ễm: th ế li ệu syrup và dịch nha Z. bailii Hệ qu ả: ảnh hưởng đến giá tr ị cảm quan của bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 53 CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 54
3.3. Ch ỉ tiêu vi sinh của bia Các ch ỉ tiêu cơ bản Tổng số VSV hi ếu khí Tổng số nấm men và nấm sợi Hàm lượng một số VSV gây bệnh Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 55 3.3. Ch ỉ tiêu vi sinh của bia Ph ươ ng pháp xác định Ph ươ ng pháp đếm số khu ẩn lạc trên môi tr ường đặc Ph ươ ng pháp MPN Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 56
CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 57 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Con ng i Tập hu ấn về vi sinh đại cươ ng và vấn đề vệ sinh cá nhân Tấp hu ấn về vệ sinh công nghi ệp Môi tr ng sn xu t Thi ết kế mặt bằng Hệ th ống thoát nước và thu gom ch ất th ải Chi ếu sáng, thông gió An toàn Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 58
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Thi t b và h th ng ng dn Bảo trì Vệ sinh Ki m tra sn xu t Nguyên ph ụ li ệu Bán thành ph ẩm Sản ph ẩm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 59 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Qui nh ni b H th ng qu n lý ch t lng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 60
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Ti ệt trùng (Sterilization) Thanh trùng (Pasteurization) Các giai đoạn Ph ươ ng trình thanh trùng nhi ệt -kt N = N o × e lg(N/N o) = -kt/2.303 = -t/D; Trong đó: D=2.303/k No: Số VSV ban đầu trong mẫu N: Số VSV còn sống sau th ời gian thanh trùng t ở nhi ệt độ T K: hằng số phá hủy → D: th ời gian phá hủy th ập phân (Decimal reduction time) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 61 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia lg(N/N o) = -t/D; Ví d: 6 Mẫu ch ứa 1 loài VSV, N o = 10 cfu, Nhi ệt độ xử lý T, D = 1 phút Số VSV trong mẫu sau th ời gian xử lý nhi ệt: 1 phút 6 phút 7 phút Kết lu ận Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 62
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Ch n nhi t và th i gian thanh trùng: Dự đoán sơ bộ: Mẫu ch ỉ ch ứa 1 loài VSV: Ch ọn nhi ệt độ là T, th ời gian xử lý sẽ là F = D × lg(N o/N*) N*: Số VSV còn lại trong mẫu sau thanh trùng Mẫu ch ứa nhi ều loài VSV Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 63 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lưu ý: VSV có th ể bị tiêu di ệt trong giai đoạn gia nhi ệt So sánh các ch ế độ xử lý nhi ệt khác nhau (nhi ệt độ, th ời gian) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 64
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Tc tiêu di t VSV (lethal rate) ở nhi ệt độ T so với nhi ệt độ đối ch ứng Tr: LR = 10 (T-Tr)/Z Trong đó: Tr: nhi ệt độ đối ch ứng T: nhi ệt độ mãu tại một th ời điểm xác định trong quá trình thanh trùng Z: hằng số ch ịu nhi ệt (thermal resistance constant) – kho ảng nhi ệt độ cần tăng để D gi ảm 10 lần Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 65 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 66
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Khái ni m “Th i gian x lý nhi t tơ ng ơ ng F” t F = ∫∫∫ (LR)dt 0 Cách tính F: Dựa vào số li ệu th ực nghi ệm T = g 1(t) để tính LR tại các th ời điểm khác nhau trong quá trình thanh trùng Vẽ đồ th ị LR = g 2(t) Xác định giá tr ị F Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 67 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 68
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia 1 đơ n vị thanh trùng Pasteur (PE): lượng nhi ệt hấp thu ở 60 oC trong 1 phút Công th ức chuy ển đổi: PE = t*1.393 (T-60) Trong đó: t: Th ời gian thanh trùng T: Nhi ệt độ thanh trùng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 69 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Gi ả sử t=1 phút. Mối quan hệ gi ữa nhi ệt độ T và PE nh ư sau Nhi ệt độ thanh trùng (oC) PE 60 1 61 1.393 62 1.940 64 3.76 66 7.30 68 14.18 70 27.51 72 53.40 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 70
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Cách tính th ời gian theo nhi ệt độ thanh trùng: Yêu cầu: 15PE 22-27PE Ví dụ: T=64 oC 15PE → 15/3.76 = 3.98min 27PE → 27/3.76 = 7.18min Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 71 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Ki m (dd NaOH 2-5%) Mục đích Tạp ch ất VSV Nh ược điểm: ph ản ứng hóa học với bicarbonate và carbon dioxide Gi ải pháp Nhi ệt độ: 50-90 oC Ph ạm vi áp dụng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 72
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Acid (a. phosphoric ho ặc hh a. phosphoric và a. nitric) Mục đích Tạp ch ất VSV Nhi ệt độ phòng Ph ạm vi áp dụng Ch t ho t ng b mt Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 73 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Chlorine (NaOCl) Kh ả năng ức ch ế VSV của HOCl và OCl - pH = 4-6 → 97% ở dạng ho ạt động Nồng độ sử dụng 50-300ppm Ưu điểm: rẻ ti ền, không tạo bọt Nh ược điểm: Ăn mòn Chlorophenol và chloramine → mùi Trihalomethane → carcinogen Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 74
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Chlorine dioxide (ClO 2) Kh ả năng ức ch ế VSV cao hơn chlorine Ít mẫn cảm với pH hơn Tách được biofilm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 75 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Peracetic acid Tác nhân oxy hóa mạnh: phân gi ải thành acetic acid và gốc oxy tự do Tách được biofilm Nồng độ sử dụng 75-300ppm Nh ược điểm: các vấn đề ăn mòn, mùi, an toàn công nghi ệp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 76
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Quarternary ammonium compound Hi ệu quá th ấp hơn các tác nhân oxy hóa Ph ạm vi ứng dụng: ngâm ho ặc vệ sinh th ủ công Nồng độ sử dụng: 200ppm Nh ược điểm: nhi ều bọt Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 77 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Biguanides Cationic polymer: shock th ẩm th ấu → an toàn Ph ạm vi ứng dụng: ngâm ho ặc vệ sinh th ủ công Nồng độ sử dụng: 600ppm Không hi ệu qu ả (pH 9) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 78
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Amphoterics An toàn Ph ạm vi ứng dụng: ngâm, phun ho ặc vệ sinh th ủ công Nồng độ sử dụng: 1000ppm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 79 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Ph ơ ng pháp th c hi n Th ủ công Tự động hóa Tái s dng dung dch hóa ch t v sinh thi t b Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 80
3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 81 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 82
Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 83 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 84
Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 85 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 86
Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 87