›
›

Bài giảng Công nghệ sản xuất đồ uống - Nguyễn Khánh Hoàng

pdf 62 trang hapham 130
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ sản xuất đồ uống - Nguyễn Khánh Hoàng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_cong_nghe_san_xuat_do_uong_nguyen_khanh_hoang.pdf

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ sản xuất đồ uống - Nguyễn Khánh Hoàng

  1. CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG
  2. CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG GIẢNG VIÊN: NGUYỄN KHÁNH HỒNG VIỆN CNSH VÀ TP Chương 1. Mở đầu • Nguồn nguyên liệu – Rỉ đường – Malt trích ly – Tinh bột – Các loại quả – Phế phẩm trong cơng nghiệp thực phẩm • Kỹ thuật lên men – Nguồn nguyên liệu rẻ tiền và sẵn – MT dinh dưỡng bảo đảm – Sản phẩm tạo ra cĩ độ tinh khiết cao – Quá trình lên men bảo đảm vơ trùng – Theo dõi để thu nhận sản phẩm thời điểm tốt nhất 1
  3. Các yếu tố ảnh hưởng • Nhu cầu về oxy • Quá trình khử trùng • Phương pháp nuơi cấy – Gián đoạn – Chìm – Bề mặt – Liên tục • Thiết bị lên men Chương 2. CNSX Cồn • Nguyên liệu chứa polysaccharide (tinh bột- rỉ đường) • Tinh bột: – Sắn – Ngơ – Gạo • Rỉ đường XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU TINH BỘT: NẤU (DỊCH HỐ) - ĐƯỜNG HÓA THEO CẢ 3 PHƯƠNG PHÁP: -GIÁN ĐOẠN. -BÁN LIÊN TỤC . -LIÊN TỤC. 2
  4. 1.PHƯƠNG PHÁP NẤU GIÁN ĐOẠN •Ưu: - Ít tốn thiết bị. - Thao tác đơn giản. Nhược : •- Tốn năng lượng . •- Tổn thất đường. THIẾT BỊ NẤU GIÁN ĐOẠN CÁCH TIẾN HÀNH NẤU • Cho nước vào, tỷ lệ 3,5-4 lít/kg nguyên liệu. • Bật cánh khuấy, cho bột vào. • Mở van xả, đun 45-60 phút. • Đĩng van đạt áp suất theo yêu cầu 3- 3,5kg/cm2 , trong 70 phút, tương ứng 135- 1400C. • Kiểm tra cháo chín, mở van từ từ phĩng cháo sang thùng đường hĩa. 3
  5. 2.PHƯƠNG PHÁP NẤU BÁN LIÊN TỤC • Tồn bộ quá trình nấu gồm : nấu sơ bộ, nấu chín, nấu chín thêm. • ƯU: - Giảm thời gian nấu ở nhiệt độ và áp suất cao. - Tăng hiệu suất. - Tiết kiệm hơi. • NHƯỢC: Tốn nhiều thiết bị. THIẾT BỊ NẤU BÁN LIÊN TỤC CÁCH TIẾN HÀNH NẤU BÁN LIÊN TỤC • Nồi nấu sơ bộ sơ bộ cĩ dung tích tương đương nồi nấu chín. Đun dịch cháo 70-850C, khoảng 50-60 phút. • Tháo cháo xuống nồi nấu chín, tiến hành giống nấu gián đoạn, nhưng áp suất 2,8-3,2kg/cm2, nhiệt độ 130-1350C, thời gian 60 phút. • Phĩng cháo sang nồi nấu chín thêm, dung tích gấp 3 lần nối nấu chín. Áp suất 0,5-0,7at, nhiệt độ 105- 1060C, thời gian 50-60 phút. • Nấu sơ bộ và nấu chín là gián đoạn. Nấu chín thêm là liên tục. 4
  6. SƠ ĐỒ THIẾT BỊ NẤU LIÊN TỤC 3.PHƯƠNG PHÁP NẤU LIÊN TỤC • Cĩ nhiều ưu điểm: • - Tận dụng được nhiều hơi. • - Nấu ở nhiệt độ thấp hay thời gian ngắn giảm tổn thất đường nên hiệu suất tăng. • - Dễ cơ giới hĩa, tự động hĩa. • - Tốn ít thiết bị, diện tích nhà xưởng. • Nhược điểm • - Nguyên liệu phải nghiền thật nhỏ. • - Nguồn cung cấp điện, hơi, nước phải thật ổn định. GIAI ĐOẠN ĐƯỜNG HĨA DỊCH CHÁO • Khái niệm : là quá trình dùng enzym amylase để chuyển tinh bột thành đường dễ lên men. Quá trình này quyết định phần lớn hiệu suất thu hồi rượu. • Quá trình thuỷ phân. • Tính đặc hiệu của enzyme. • Nguồn enzyme dùng trong sản xuất cồn ở Việt Nam phần lớn nhập từ nứơc ngồi, cĩ nguồn gốc từ mầm đại mạch, vsv. 5
  7. QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HĨA Cĩ thể tiến hành theo phương pháp đường hĩa giàn đoạn hay liên tục, nhưng luơn gồm : • 1. Làm lạnh dịch cháo tới nhiệt độ đừơng hĩa. • 2.Cho chế phẩm amylase vào, giữ ở nhiệt độ và thời gian xác định để amylase chuyển tinh bột thành đường. • 3. Làm lạnh dịch cháo đến nhiệt độ lên men. VỊ TRÍ TÁC ĐỘNG CỦA AMYLASE LÊN MẠCH TINH BỘT 6
  8. ĐƯỜNG HĨA GIÁN ĐOẠN : CĨ 3 CÁCH • Cách 1: Đầu tiên cho khoảng 13-15% dịch amylase của 1 mẻ đường hĩa vào, khuấy đều, mở nước làm lạnh từ từ cho cháo với tốc độ sao cho khi hết cháo thì nhiệt độ đạt 600C. Tiếp đĩ cho hết dịch amylase cịn lại vào để nhiệt độ gỉam cịn 57-580C. Ngừng khuấy, đĩng van nứơc làm lạnh rồi để yên 10-15 phút để amylase chuyển hĩa TB thành đường. Sau đĩ cho cánh khuấy làm việc, mở nước làm lạnh tới nhiệt độ 28-300C rồi bơm đi lên men. • Ưu điểm: Cháo được dịch hĩa nhưng tg kéo dài, 13-15% dịch amylase khĩ tránh khỏi mất hoạt tính cục bộ. Giảm năng suất thiết bị. ĐƯỜNG HĨA GIÁN ĐOẠN CÁCH 2 • Cho tồn bộ dịch amylase vào thùng, bật cánh khuấy, mở nứơc làm lạnh rồi cho cháo vào tốc độ nhanh hơn nhưng phải khống chế t0 đường hĩa là 57-580C. Khi hết cháo ta tắt cánh khuấy, mở van nước làm lạnh rồi để 10-15 phút. Sau đĩ cho cánh khuấy làm việc, mở nước làm lạnh tới nhiệt độ 28- 300C rồi bơm đi lên men. • Phương pháp cĩ ưu điểm là dịch cháo được làm lỗng tức thời, tránh lão hĩa TB do tg đổ đầy nhanh nhưng hoạt tính amylase dễ bị mất nhiều, người vận hành phái luơn theo dõi nhiệt độ. ĐƯỜNG HĨA GIÁN ĐOẠN CÁCH 3 • Cho tồn bộ cháo vào thùng đường hĩa, tiếp đĩ bật cánh khuấy, mở nước làm lạnh tới 0 0/ 70 C, cho chất sát trùng fluosilicat natri 2 00, cho 5-10% chế phẩm amylase vào để dịch hĩa rồi tiếp tục làm lạnh tới 600C và cho nốt 90-95% amylase cịn lại. Khi đường hĩa xong làm lạnh đến nhiệt độ lên men. • Ưu điểm là hoạt độ amylase giảm khơng đáng kểnhưng TH sẽ bị lão hố, dịch đặc, độ nhớt cao ảnh hưởng đến cánh khuấy. 7
  9. ĐƯỜNG HĨA LIÊN TỤC • Dịch cháo và dịch amylase liện tục vào hệ thống, dịch đường liên tục sang bộ phận lên men. • Dịch cháo ít bị lão hĩa. • Thời gian đừơng hĩa ngắn, tăng cơng suất thiết bị. • Tiết kiệm diện tích nhà xưởng. • Amylase ít bị vơ hoạt. Ưu điểm của đường hĩa liên tục theo phương pháp làm lạnh chân khơng. • Dịch cháo đựơc dịch hĩa và làm nguội nhanh nên hạn chế được lão hĩa tinh bột. • Do bay hơi ở áp sấut chân khơng nên chất lượng sản phẩm cao. • Thời gian đường hĩa ngắn 10-15’ hạn chế mất hoạt tính amylase. • Dễ cơ giới hố, tự động hĩa, năng suất cao. Ít tốn thiết bị, diện tích nhà xưởng. • Tăng hiệu suất rượu từ 0,6 đến 1%. GIAI ĐOẠN LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG • Khái niệm lên men • Nhiệt độ lên men 28-320C. • pH= 4,5 - 5,2. • Thời gian lên men : rỉ 2 ngaỳ, tinh bột 3 ngày. • Độ cồn 6-9,5%V. 8
  10. Các giai đoạn cần thực hiện • Chuẩn bị mơi trường dinh dưỡng. • Nhân giống trong phịng thí nghiệm trong mơi trường nước malt phân phối vào các ống nghiệm (10ml), erlen 250 (90ml), bình cầu 2L (900ml). Thanh trùng. • Nhân giống trong sản xuất. • Lên men ( theo 1 trong 3 phương pháp). THÙNG LÊN MEN GIÁN ĐOẠN 1. Ruột gà làm lạnh. 2. Ống dãn dịch đừơng và men giống. 3. Ống tháo dấm chín và nước vệ sinh. 4. Ống thốt CO2. 5. Cửa quan sát và vệ sinh. 6. Đầu nối vơi ống vệ sinh 7 với phía trong thùng. 8.Van lấy mậu. 9. Đâu ống nối hệ thống sục CO2 và hơi thành trùng. Sơ đồ thiết bị lên men cải tiến 9
  11. GIAI ĐOẠN XỬ LÝ DỊCH LÊN MEN • Hỗn hợp thu được sau lên men goị là dấm chín. Trong dấm chín cĩ rất nhiều thành phần trong đĩ chủ yếu là cồn etylic. • Khi chưng cất dấm chín ta thu được cồn thơ, cồn sản phẩm và dầu fusel. • Cồn thơ chứa khoảng 50 tạp chất khác nhau cĩ nhiệt độ bay hơi cao hay thấp hơn cồn. CHƯNG LUYỆN • Chưng luyện gián đoạn : chưng cất và tinh chế, chỉ tồn tại ở các xí nghiệp nhỏ. • Chưng luyện bán liên tục: chưng gián đoạn, luyện liên tục. 10
  12. Beer là một sản phẩm của Nơng Nghiệp? • Xét về nguồn gốc Beer cĩ xuất xứ từ các sản phẩm từ Nơng nghiệp • Vì muốn thỏa mãn nhu cầu sử dụng các sản phẩm chứa Cồn nên lồi người mới phát triển ngành Nơng nghiệp ??? • Beer được pha chế tại xung quanh vùng Lưỡng Hà khỏang 6000 đến 7000 năm trước Thời Cổ đại • Người Ai Cập cổ đại đã ủ Rượu, Beer bằng các loại ngũ cốc của họ (lúa miến) • Lịch sử phát triển của ngành cơng nghiệp sản xuất Beer, rượu cũng cĩ rất nhiều thăng trầm • Người La Mã cho rằng sử dụng rượu làm từ ngũ cốc là phạm pháp • Người Đức đã sử dụng Hop trong sản xuất Beer từ thế kỷ thứ 10 • Sử dụng Hop bị chống đối kịch liệt nhưng những lợi ích mà Hop mang lại cho sản phẩm Beer như hương thơm và nhất là khả năng kháng khuẩn • sử dụng Hop phải trang bị thêm thiết bị và thao tác phức tạp nhưng những lợi ích do chúng mang đến là rất xứng đáng • Hop được sử dụng ở Anh vào thế kỷ thứ 15 và ở Bắc Mỹ vào đầu thế kỷ 17 11
  13. “Luật độ thuần khiết của sản phẩm Beer Đức” • Năm 1516 một đạo luật ra đời tại Reinheitsgebot nhằm bảo hộ cho sản phẩm Beer của Đức cĩ tên “Luật độ thuần khiết của sản phẩm Beer Đức” • Các chỉ tiêu về Đại mạch, Hop và nước để sản xuất Beer được nêu ra cụ thể • Việc sử dụng lúa mì trong các loại Beer đặc biệt cũng được cho phép Tên gọi của sản phẩm Beer • Trong một thời gian ngắn thuật ngữ Rượu (Ale) và Beer được dùng để chỉ những sản phẩm khác nhau • Rượu (Ale) dùng để chỉ thức uống chứa cồn khơng sử dụng Hop cĩ độ cồn cao • Beer dùng để chỉ những sản phẩm cĩ sử dụng Hop cĩ vị đắng hơn, độ cồn nhẹ hơn • Vào thế kỷ thứ 16 những nhà sản xuất rượu cũng dùng Hop nhưng với hàm lượng thấp trong sản phẩm của họ Thế kỷ 17- Hop • Thế kỷ 17 loại Beer khơng sử dụng Hop hịan tịan biến mất • Sự đa dạng của các sản phẩm Beer tùy thuộc vào vùng nguyên liệu và điều kiện khí hậu • Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất Beer là lúa đại mạch tuy nhiên cũng cĩ thế thay thế bởi nguyên liệu khác như yến mạch, lúa mì, gạo • Trong thời gian này việc đánh thuế của một số địa phương trên sản phẩm Beer là rất cao 12
  14. Beer đã trở thành văn hĩa • Beer đã trở thành văn hĩa trong cộng đồng dân cư phía bắc và trung tâm Châu âu vào thời trung cổ và khỏang đầu của thời kỳ hiện đại • Beer nhẹ được sử dụng hàng ngày cho mọi đối tượng • Beer mạnh dùng cho những người thích sử dụng thức uống cĩ độ cồn cao hay trong các lễ hội Phân loại sản phẩm beer • Việc phân biệt và đánh giá giữa Beer nhẹ và Beer mạnh cũng khơng cĩ một cơng thức chung • Beer mạnh từ nước thứ nhất dịch trích Malt • Beer nhẹ được lên men từ dịch trích từ malt đại mạch nước 2, 3 • Beer được sản xuất và dự trữ trong thời gian từ tháng 10 đến tháng 3 (vì trong mùa hè Beer thường bị hư hỏng) Thế kỷ 18 • Ngành Beer cĩ một sự chuyển đổi nhỏ khi cĩ sự kết hợp của những cơ sở sản xuất gia đình với những nhà máy quy mơ nhỏ • Châu Âu và ở Mỹ đến năm 1800 cĩ trên 150 nhà máy sản xuất Beer • Ngành vận tải biển phát triển giá thành vận chuyển hàng hĩa thấp • Benjamin Wilson người đã buơn bán Beer với số lượng vài ngàn Hectoliters tại vùng Baltic 13
  15. • Dân cư các thành phố ở Châu Âu tăng nhanh dẫn đến nhiều thay đổi của ngành sản xuất Beer • LonDon sản lượng tạo ra đã vượt quá nhu cầu tiêu thụ với tỉ lệ 100:1 trong khi tỉ lệ này tính cho tồn quốc là 1:1 Porter: Sản phẩm beer được cơng nghiệp hĩa đầu tiên • Xuất xứ từ tên của nĩ là Beer dành cho giới khuân vác • Theo tài liệu ghi chép lại năm 1760 Beer Porter được tạo ra năm 1722 tại vùng phía Tây thành London • Sản phẩm do cĩ độ đắng cao, màu sẫm và giá thành thấp • Pha lẫn 3 loại Beer để tạo ra loại Porter – Chủ yếu là beer nâu tươi mới sản xuất; – Beer nhạt vừa chín (giá 3 xu); – Beer nâu cũ • Thực tế nguồn gốc của Beer Porter xuất phát từ chính sách thuế Tiến bộ của ngành sinh hĩa và vi trùng học cũng gĩp phần phát triển ngành Beer • Beer thường được chứa nhiều tháng trong những thùng lớn trước khi đem đi tiêu thụ • Khắc phục nhược điểm của việc lên men bằng chủng nấm men Brettanomyces • Beer Porter đã chinh phục được thị trường thành thị • Quả là một thành cơng ngồi mong đợi 14
  16. Cơ giới hĩa và tiêu chuẩn hĩa • Năm 1785 khi Whitbreads lắp đặt động cơ hơi nước tại nhà máy beer thứ 2 của mình • Cuối thế kỷ 18 ít nhất 26 động cơ hơi nước được lắp đặt trong những nhà máy beer • Michael Combrune cho rằng nhiệt độ sấy Malt khác nhau sẽ cho ra sản phẩm cĩ màu sắc thay đổi, ơng cũng quan sát quá trình nghiền Malt và nhiệt độ lên men • John Richardson, một người sản xuất beer giới thiệu đường kế cho phép đo hàm lượng đường trong nước nha Thế kỷ 19- Cơng nghiệp hĩa • Châu Âu dẫn đầu trong những nước uống bia • Nhu cầu tăng từ 2 đến 4 lần từ giữa những 1830 đến 1900 • Sự phát triển của những mạng lưới đường sắt từ những năm 1830 làm thay đổi phương thức phân phối • Đến cuối thế kỷ 19 chỉ cĩ 1% trong số những nhà máy beer được vào sở giao dịch chứng khĩan Cuộc chiến giữa Beer Porter và Beer Ale • Vào đầu thế kỷ 19 Beer Porter của Anh gần như chiếm lĩnh thị trường • Vào năm 1830 thị phần Porter lần đầu bị giảm sút trong vịng 50 năm • Beer trung bình (midle) và pale ale • Ứng dụng đường kế để xác định hiệu suất thu hồi; dùng một ít malt cĩ màu sẫm (thay đổi chế độ sấy) kết hợp với malt nhạt màu cho hiệu quả tương tự như cách sử dụng malt nâu với giá thành rẻ hơn 15
  17. Thời đại của kỹ thuật lên men chìm • Gabriel Sedlmayr Jr. và Anton Dreher người đã cĩ một cuộc hành trình chung quanh Nước Anh và Scotland vào 1833 • Các ơng phát triển kỹ thuật lên men chìm mặc dù kỹ thuật này đã được biết đến ít nhất từ năm 1400 ở Bavaria • Việc tạo ra máy lạnh nhân tạo vào những năm 70 của thế kỷ 18 đã giúp cho kỹ thuật lên men chìm càng phát triển • Kỹ thuật lên men chìm mang lại những ưu điểm cho sản phẩm Khoa học beer và các ứng dụng • 1883 Viện nghiên cứu và giảng dạy về Beer đã ra đời tại Đức • Tạp chí đầu tiên Brewers’ Journal xuất bản tại Anh vào năm 1865 • Lui Pasteur đã nghiên cứu quá trình lên men của Rượu và Beer từ năm 1860 đến 1870 • 1900 chưa nơi nào trên thế giới cĩ trường dạy về cơng nghệ sản xuất Beer • William Waters Butler chịu tránh nhiệm giảng dạy ngành mới này tại trường đại học Birmingham Bao bì sản phẩm • Beer chai cĩ lẽ xuất hiện vào đầu thế kỷ 18 • 1872 chai cĩ nút vặn mới được cấp bằng sáng chế • Chai cĩ nút bần vào năm 1875 • Chai như hiện tại vào năm 1892 16
  18. Thế kỷ 20 • Anh, Đức và Mỹ chiếm 67,5% tổng sản lượng trên tồn thế giới • Sản lượng Beer cĩ sút giảm chút ít trong thời kỳ chiến tranh thế giới lần 1 và lần 2 • Từ năm 1960 đến 1990 sản lượng beer tồn thế giới tăng 3 lần • Trung Quốc nổi lên với sản lượng rất ấn tượng 1 tỉ Hectoliters trong 30 năm • 2002 sản lượng Beer trên thế giới ước tính 1400 triệu Hectoliters cao gấp 5 lần so với thế kỷ trước Chính sách thuế khác nhau trên sản phẩm Beer • Thuế suất đối với sản phẩm Beer tại Mỹ và Đức khơng thay đổi trong khi đĩ tại Anh lại tăng • Thuế Beer tại Mỹ tăng 2 lần nhưng chỉ bằng ¼ thuế tại Anh • Thuế trên Beer tại Anh cao hơn tại Pháp 7 lần Ứng dụng khoa học và thay đổi cơng nghệ • Nghiên cứu Beer chưa bao giờ cao • Anh chỉ chi 0,003% doanh thu của ngành Beer cho nghiên cứu trong những năm 30 của thế kỷ 20 • Những tiến bộ khoa học chỉ áp dụng trong quy mơ trung bình • Vai trị của những nhà hĩa học và vi khuẩn học khơng được đánh giá cao trong nhà máy sản xuất • Hiếm khi cĩ các báo cáo được đăng tải trên các tạp chí 17
  19. Ứng dụng khoa học kỹ thuật vào thực tế • Máy nghiền trục dùng nghiền Malt được ứng dụng vào năm 1902 • Richard Seligman giới thiệu bộ trao đổi nhiệt ngược chiều được cấp bằng sáng chế năm 1923 • Trong 25 năm đầu tiên tồn tại, BIRF xuất bản hơn 700 bản báo cáo khoa học • Ứng dụng về vật liệu chế tạo thiết bị (Inox, thép khơng rỉ • Kỹ thuật phân tích; kỹ thuật nảy mầm • Vào năm 1950 ứng dụng cơ giới hĩa quá trình nảy mầm giúp giải phĩng lao động và ổn định chất lượng Malt • Các ứng dụng chất hocmon sinh trưởng (gibberellic acid kết hợp với kali bromate) trong qúa trình nảy mầm vào những năm 60 • năm 1998 cĩ 30 cơng ty sản xuất Malt tạo ra 60% sản lượng trên tồn thế giới • Thập niên 1980 đưa ra những kết quả nghiên cứu của sự hình thành Nitrosamin • Hệ thống lọc thùng được ứng dụng trong những năm 60 và là chuẩn của các nhà máy • Thiết bị lắng xĩay tâm (the Whirlpool separator) được lắp đặt đầu tiên tại nhà máy của Molson Canada năm 1960 và đến những năm 80 được lắp đặt trong mọi nhà máy • Cơng nghệ lên men liên tục được triển khai và ứng dụng trong thâp niên 50 nhưng khơng được hưởng ứng bởi các nhà sản xuất 18
  20. Tác dụng ngược • Khơng phải tất cả những ứng dụng khoa học vào sản xuất Beer đều mang lại hiệu quả • Sử dụng muối Cobatl trong cải thiện khả năng tạo bọt vào cuối những năm 1950 • Gây nên cái chết của hàng trăm người tại Bắc Mỹ • Muối Cobatl bị cấm vào năm 1966 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của bia • Bia là loại thức uống giải khát rất giàu dinh dưỡng • Một lít bia cĩ thể cung cấp từ 400-800Kcal • 1 lít bia cĩ 20-50mg tianin (B1); • 340-560mg riboflavin (B2); • 5800-9000mg acid nicotinic (PP). • đạm hồ tan chiếm 8- 10% chất tan bao gồm : protein, peptid, và amino acid • Glucid tan (70% là dextrin, pentosan- sản phẩm caramen hố) • Lupulin trong bia (cĩ ở hoa houblon) cĩ tính an thần dễ ngủ • CO2 làm giảm nhanh cơn khát cho người uống Các loại bia • 5000 nhà máy Beer nổi tiếng trên thế giới cho ra 8 loại beer khác nhau • Cĩ khoảng 40.000 nhãn hiệu Beer được bán trên thị trường tồn thế giới • Theo tự điển “phong cách” (Style) được định nghĩa: Bằng phương pháp, kỹ thuật khác nhau tạo ra sản phẩm cĩ chất lượng khác biệt so với những sản phẩm khác 19
  21. Làm thế nào để tạo ra những phong cách Beer khác nhau? • Thành phần • Quy trình • Bao bì • Tiếp thị • Văn hĩa – Bằng sự kết hợp các yếu tố trên tạo ra hàng trăm loại Beer thành cơng khác nhau. – Điều này giải thích tại sao nhiều nhãn hiệu tồn tại lâu dài và tại sao cĩ những sản phẩm chỉ tồn tại một thời gian ngắn Thành phần • Nước • Dịch trích ly từ malt đại mạch • Hop • Sự chuyển hĩa của nấm men. – Sự thay đổi các thành phần này dẫn đến việc cho ra đời những sản phẩm cĩ phong cách khác nhau Quy trình • Cĩ hàng trăm quy trình sản xuất ảnh hưởng đến hương vị, cảm quan, sự cân bằng và những đặc tính của sản phẩm Beer – Thiết kế và cấu hình của thiết bị – Quá trình nảy mầm ngũ cốc – Quá trình nghiền – Quá trình đường hĩa – Quá trình lọc – Quá trình đun sơi – Nhiệt độ và thời gian lên men – Thời gian lên men phụ – Quá trình lọc trong Beer 20
  22. Tiếp thị sản phẩm • Trong quá trình tiêu thụ sản phẩm tiếp thị đĩng vai trị cực kỳ quan trọng nhằm tạo ra ham muốn tiêu thụ sản phẩm trong tâm trí của khách hàng. • Rất nhiều ví dụ cho thấy vai trị của tiếp thị trong việc tiêu thụ một sản phẩm mặc dù sản phẩm đĩ khơng cĩ gì nổi bật so với các sản phẩm khác cùng loại cĩ mặt trên thị trường. Văn hĩa • Các yếu tố về chính trị; văn hĩa; xã hội; tơn giáo đều ảnh hưởng đến sản phẩm Beer. • 1516 luật độ thuần khiết của Đức (Reinheitsgebot) ra đời đã ảnh hưởng đến các nhà sản xuất nhỏ. • Việc hạn chế nhập khẩu lúa mạch tại Nigeria dẫn đến việc phát triển các sản phẩm Beer nhẹ làm từ lúa miến. • Thuế suất tăng cao của nguyên liệu sản xuất Beer dẫn đến sản phẩm SoSho • “Mặt trời khơng bao giờ lặn trên thuộc địa của Anh”. Chính vì thế chỉ cĩ một kiểu Beer của Anh Nguồn gốc của các kiểu Beer • Beer Bock của Đức là một loại Beer sẫm màu, độ cồn cao và cĩ xuất xứ từ thị trấn Einbeck của Đức • Beer nhẹ của Ấn độ được tạo ra bởi nhu cầu đặc biệt. Do lúc này Ấn độ là thuộc địa của Anh và việc cung cấp Beer cho một nơi cĩ khỏang cách xa rất khĩ khăn và dễ bị hư hỏng • Beer nhẹ Pilsener ra mắt đầu tiên tại Plzen một địa danh thuộc Tiệp Khắc nay là Cộng hịa Czech 21
  23. • Beer Ales xuất xứ tại Anh – Loại Beer Anh cổ điển – Loại Beer Anh- Ấn – Loại Beer đắng thường – Beer đắng và rất đắng – Beer nhẹ kiểu Scottish – Beer nặng kiểu Scottish – Beer Scottish xuất khẩu – Beer nâu kiểu Anh – Beer nâu nặng (Imperial Stout) – Beer lúa mạch kiểu Anh (English-Style Barley Wine Ale) • Các sản phẩm xuất xứ từ Ailen (Irish Origin) – Beer đỏ – Beer cổ điển • Beer cĩ xuất xứ từ Bắc Mỹ – Beer nhẹ kiểu Mỹ – Beer nhẹ Ấn độ kiểu Mỹ – Beer hổ phách/ đỏ kiểu Mỹ – Beer vàng – Beer nâu nặng kiểu Mỹ • Beer cĩ xuất xứ từ Đức – Beer nâu – Beer kiểu miền Nam Đức Hefeweissbier – Beer kiểu miền Nam Đức Kristal Weissbier – Beer kiểu miền Nam Đức Dunkel Weissbier • Beer cĩ xuất xứ từ Bỉ và Pháp – Beer Flanders – Beer Dubbel – Beer Tripel – Beer nhẹ – Beer trắng (Beer lúa mì) – Beer Lambic – Lager Beer (Bia nhẹ) • Beer Pilsener kiểu Đức • Beer Pilsener kiểu Châu Âu • Beer Bock truyền thống Đức • . 22
  24. Beer cĩ nguồn gốc khác • Beer Úc, châu Mỹ latin; nhiệt đới • Nước giải khát lên men cĩ hương liệu • Beer rau • Beer thảo dược và gia vị • Tổng quan quy trình sản xuất Beer • Quy trình sản xuất Beer bao gồm 15 bước – Nảy mầm – Nghiền Malt – Trích ly nước nha – Tách nước nha – Đun sơi dịch nha – Tách cặn – Làm lạnh dịch nha và sục khí – Chuẩn bị giống – Vào Giống – Lên men chính – Lên men phụ – Thu hồi men (rút men) – Lọc trong Beer – Đĩng chai – Tồn trữ và phân phố Nguyên liệu trong sản xuất bia • Malt đại mạch • Nguyên liệu thay thế và phụ liệu • Hoa houblon • Nước • Nấm men 23
  25. Malt đại mạch • Cĩ 2 loại đại mạch là – Hordeum vulgare (6 hàng) – Hordeum distichon (2 hàng) • khí hậu ơn đới • Đại mạch trồng được 2 mùa: – Mùa Đơng – Mùa Xuân • 135 triệu tấn hàng năm – 21 triệu tấn tạo ra 17 triệu tấn malt • Hạt đại mạch bao gồm: – Vỏ trấu (10- 12%); – Vỏ lụa (2- 3%); – Lớp Aleurone (4- 5%); – Tinh bột trong nội nhũ (77- 82%) và khoảng 5% Protein – Phơi (2- 3%). Sản xuất Malt • Hạt đại mạch cần phải được bảo đảm khơng bị hư hỏng nhất là lớp cám và phơi trong quá trình sấy khơ và bảo quản • Tỉ lệ nảy mầm của đại mạch sử dụng sản xuất malt phải bảo đảm trên 90% • Vì vậy nếu sử dụng phương pháp sấy để làm giảm hàm ẩm thì nhiệt độ sấy đại mạch khơng quá 60oC 24
  26. Ngâm nước; nảy mầm; sấy và chất lượng Malt Trạng thái Ẩm độ ban Ẩm độ Nhiệt độ Thời đầu cuối gian Thu hoạch 15% Sấy 15% 11% < 60oC Ngâm 11% 46% 16- 2 ngày 20oC Nảy mầm 46% 43% 16- 5 ngày 20oC Sấy Malt 43% 5% Thay đổi Sản phẩm 5% Malt Sấy Malt • Bất họat vi sinh vật và làm độ ẩm của Malt từ 43% đến 5% • Độ ẩm thấp cĩ tác dụng làm dừng hoạt động của enzym • Màu sắc của Malt cĩ được do phản ứng Melanoidin (Maillard) giữa đường và acid amin Nhiệt độ sấy malt • Malt sấy ở nhiệt độ dưới 65oC cĩ thể làm gia tăng hàm lượng DMS trong nước nha nĩng • Malt sấy ở nhiệt độ từ 80- 82oC cĩ thể làm tăng SMD trong quá trình lên men từ việc chuyển hĩa Dimethysulfoxide (DMSO) • Nitrosodimethylamine (NDMA) tác nhân gây ung thư khi Hordernin của phơi phản ứng với Oxyt nitơ sinh ra trong quá trình sấy trực tiếp bằng khí thiên nhiên 25
  27. Sự đa dạng của sản phẩm Malt • Cĩ 2 loại malt: – Rượu chưng cất • Whisky lên men từ dịch trích ly Malt • Whisky lên men từ hạt malt – Beer • Malt Pilsener và Lager cĩ độ màu thấp khoảng 2 EBC; • Malt trung bình cĩ độ màu khỏang 7 EBC; • Malt Munich cĩ độ màu khoảng 15- 20 EBC và nồng độ enzym thấp hơn so với malt lager. • Màu sắc của malt phụ thuộc vào nhiệt độ sấy ví dụ Malt hổ phách/nâu cĩ độ màu từ 900 đến 1100 EBC; Malt đen cĩ độ màu từ 1100 đến 1400 EBC. Bảng phân tích màu sắc của malt và nhiệt độ sấy Sản phẩm Độ ẩm (%) (Độ màu (Nhiệt độ EBC) sấy) Malt trung bl0 C0TMNEì/BnrhkàíCigchuệht(( độ ( 4.0 5.0 100 Malt Pislner 4.5 2.0 80 Malt Munich 7.0 25-35 75 Tinh thể malt 4.0 100-300 75 Malt nâu 2.0 100-140 150 Malt chocolate 1.5 900-1100 220 Malt rang 1.5 1100-1400 230 Malt lúa mạch 1.5 1000-1550 230 Nguyên liệu thay thế và phụ liệu • Theo luật độ thuần khiết của Đức ban hành thì thế liệu (Phụ liệu) được định nghĩa là những nguyên liệu ngịai Malt; Houblon; Nước • Ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm của Anh định nghĩa phụ liệu là bất cứ nguồn Carbon hydrat ngồi malt đại mạch gĩp phần vào chất lượng đường của dịch nha 26
  28. Lĩnh vực của Phụ liệu • Những phụ liệu thơ phi malt dạng rắn sử dụng trong quá trình sản xuất beer (Gạo; ngũ cốc chưa nảy mầm). • Những phụ liệu dạng lỏng đưa vào tạo nên tính chất đặc trưng (chế phẩm Sirop) • Những loại malt ngũ cốc khác malt đại mạch gĩp phần vào chất lượng dịch nha (Malt thĩc; malt lúa miến ) • Tại Mỹ lượng phụ liệu sử dụng trung bình khỏang 38%, – Bắp là loại phụ liệu được sử dụng nhiều và thơng dụng nhất chiếm 46% – Gạo chiếm 31% – Sirop chiếm 22%. Bắp (Ngơ) • Bắp được sử dụng nhiều ở Mỹ và Canada phải loại bỏ lớp vỏ ngồi và phơi chỉ để lại nội nhũ • Hiệu suất trích ly của Bắp thấp hơn những thế liệu khác nhưng lại chứa nhiều đạm và chất béo hơn. • Nhiệt độ hồ hĩa của thế liệu bắp thấp hơn (62- 74oC) so với gạo (64- 78oC) • Bắp nếu sử dụng dạng tấm cho hiệu suất trích ly cao hơn. • Các nghiên cứu cũng khảo sát về khả năng trích ly, hàm lượng amino acid, độ nhớt của dịch nha và cho thấy một số lợi ích của thế liệu Ngơ • Tỉ lệ thế liệu đạt 20% mà khơng thay đổi chất lượng dịch nha so với sử dụng 100% • Đường Succrose và đường Fructose giảm khi tăng tỉ lệ thế liệu • Tỉ lệ Bắp 30% ta cĩ thành phần chất thơm bay hơi tương ứng với khi dùng 100% malt • Việc dùng thế liệu với tỉ lệ cao là nguyên nhân tăng mức độ Diacetyl khi kết thúc quá trình lên men chính 27
  29. Gạo • Gạo là loại thế liệu được sử dụng đứng hàng thứ 2 sau Bắp tại Mỹ. • Gạo cĩ giá thành cao hơn bắp khoảng 25% • Gạo được sử dụng dưới dạng đã tách trấu, cám và mầm • Gạo dùng trong sản xuất beer sẽ cho hương thơm và vị trung tính, sản phẩm cĩ màu sáng và trong • Khơng phải tất cả các loại gạo đều cĩ thể dùng sản xuất Beer • Theo các nhà nghiên cứu nếu gạo cĩ thời gian dịch hĩa khi đun sơi trong thời gian 15 phút cĩ thể dùng làm thế liệu sản xuất beer • Lượng Malt lĩt từ 5- 10% với mục đích làm giảm khối lượng mạch tinh bột • Vào cuối giai đoạn nấu cháo trong một số trường hợp nhiệt độ nồi cháo đạt đến 112oC • Theo các nghiên cứu và hiện cịn tranh luận về hàm lượng nitơ hịa tan trong dịch nha khi dùng thế liệu gạo cịn thấp hơn khi dùng thế liệu Bắp Lúa mạch • Việc sử dụng lúa mạch chưa nảy mầm trong sản xuất Beer như một thế liệu đã cĩ từ lâu.Trong quá khứ lúa mạch sử dụng trong sản xuất beer ở dạng đã được hồ hĩa sơ bộ ở nhiệt độ 85oC sau đĩ được làm khơ đến độ ẩm 8- 10%. • Nhược điểm của thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm là làm giảm lượng nitơ hịa tan và màu của dịch nha • Tại một số nhà máy beer tại Úc sử dụng thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm lên 50% • Khả năng lên men dịch nha từ thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm với tỉ lệ 50% bằng với tỉ lệ 100% malt • Dịch nha dùng thế liệu này chứa ít đường Fructose, Succrose, Glucose, Maltotriose nhưng nhiều đường Maltose hơn so với dịch nha trích ly từ Malt đại mạch 28
  30. Lúa Miến (Kê) • Tổ chức lương nơng thế giới (FAO) khuyên nên dùng lúa miến để sản xụất Beer (vì năng suất cao) – Châu phi đã sử dụng lúa miến để sản xuất Beer với nhãn hiệu “Bantu beer” – Nam Phi, “dolo” – Burkina Faso, – “billi billi” ở Chad (Sát) Beer này khơng dùng houblon, cĩ vị chua nhẹ và thường khơng qua quá trình lọc vì thế thừơng được sử dụng ở vùng nơng thơn • Tinh bột của lúa miến tương tự Bắp chứa 75% Amylopectin và 25% amylose. • Kích thước hạt tinh bột lúa mạch 15µm so với 10µm của tinh bột bắp. • Nhiệt độ hồ hĩa của tinh bột lúa mạch (68- 72oC) cao hơn so với tinh bột bắp (62- 68oC). • Trong quá trình nấu cháo để quá trình trích ly đạt hiệu quả cao người ta bổ sung 5% lượng malt lĩt vào nồi cháo Tinh bột bắp • Cĩ giá thành cao nhất trong sản xuất Beer • Thành phần tinh bột bắp chứa 96% lọt sàng 200 mesh. • Nhiệt độ hồ hĩa và dịch hĩa của tinh bột bắp thấp hơn so với gạo và bắp • Khi sử dụng kết hợp chú ý tránh bị khét do quá trình lắng đọng (tăng tốc độ khuấy). 29
  31. Tinh bột lúa mì • Ít được sử dụng tại Mỹ trong sản xuất beer vì lý do giá thành cao, chỉ cĩ Canada sử dụng lượng lúa mì trong thời kỳ vào mùa chính vụ • Tinh bột lúa mì rất giống với tinh bột bắp • Nhiệt độ hồ hĩa của chúng tương đương với nhiệt độ của Malt nên cĩ thể trộn trực tiếp vào nồi nấu Malt • Sử dụng lượng Malt lĩt 10%, duy trì nhiệt độ 48oC trong 30 phút trước khi nâng nhiệt độ lên 66oC để tạo điều kiện thủy phân β Glucan tốt hơn Bỏng ngũ cốc • Là sản phẩm ngũ cốc được xử lý ở nhiệt độ 260oC sau đĩ cho tăng kích thước đột ngột bằng phương pháp giảm áp suất đột ngột • Quá trình tạo sản phẩm làm biến tính một lượng protein đáng kể nên khi sử dụng cĩ thể làm giảm lượng protein hịa tan trong dịch nha • Cả lúa mạch và lúa mì đều cĩ thể dùng tạo bỏng ngũ cốc • Bỏng ngũ cốc hút nước nhiều hơn những loại phụ liệu khác Siro Tỉ lệ đường (%) của Siro được tạo thành bởi các phương pháp so với 100% malt đại mạch Loại Xúc tác Acid và Enzym Dịch malt đường acid Enzym Glucose 65 40 5 8 Maltose 10 28 55 54 Maltotriose 5 12 20 15 Dextrin 20 20 20 23 Nguồn: Cung cấp bởi Chantler, J. 1990. Tech. Q. Master Brewers’ Assoc. Am., 27:78–82 30
  32. Malt làm từ các loại ngũ cốc khác Đại mạch • Malt lúa mì – cịn hạn chế vì kỹ thuật nẩy mầm • Malt yến mạch và malt lúa mạch đen – Malt lúa mạch đen ngày nay hầu như khơng cịn sử dụng trong sản xuất beer mặc dù trước đây 50 năm nĩ đã được dùng để sản xuất loại Beer đặc biệt • Malt lúa miến – Năm 1988 khi Nigeria ban hành luật cấm nhập khẩu Malt đại mạch và khuyến khích sử dụng các nguyên liệu địa phương Malt lúa miến Malt đại mạch Nhiệt độ hồ hĩa tinh bột (oC) 64- 68 55- 59 Họat độ β- Amylase (%) 18 100 Họat độ ά- Amylase (%) 110 100 • Việc sử dụng các loại phụ liệu trong sản xuất beer liên qua trực tiếp đến luật thuần khiết sản phẩm beer của Đức. • Ngày nay, phụ lịêu được sử dụng rộng rãi tại nhiều khu vực và quốc gia trên thế giới nhằm mục đích – Giảm giá thành – Đạt được những tính chất đặc trưng cho sản phẩm. • Với các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực cơng nghệ sinh học và cơng nghệ enzym mở ra hướng ứng dụng các loại phụ liệu trong sản xuất beer ngày càng phổ biến Hoa houblon • Houblon dùng tại trung tâm Châu Âu khoảng năm 1000 sau cơng nguyên nhưng khơng được chắc chắn • Tài liệu ghi chép cho thấy Houblon được sử dụng trong sản xuất beer tại Đức và Cộng hịa Séc trong thời gian từ 1000- 1200 và nước Anh sử dụng vào thế kỷ 14 • Văn bản luật đầu tiên quy định việc sử dụng houblon trong sản xuất beer là luật độ thuần khiết được ban hành vào năm 1516 – Nhà sản xuất quan tâm rất sớm vì khả năng kháng khuẩn – Hương thơm 31
  33. • Houblon được trồng rất rộng rãi cả Nam và Bắc bán cầu, • Các địa để thành cơng trong việc trồng cây houblon cần phải đạt yêu cầu cả mặt kỹ thuật (cách chăm bĩn) và điều kiện khí hậu (ơn đới). • Hiện này Đức và Mỹ là 2 quốc gia sản xuất Hop lớn nhất thế giới (chiếm 60% tổng sản lượng). Sản lượng và tỉ lệ được thể hiện trong bảng. Nguồn: Hopsteiner 2002 Guidelines for Hop Buying. Simon H. Steiner Tỉ lệ (%) GmbH, Mainburg, Germany Quốc gia Diên tích (Ha) Hop (triệu tấn) Diện tích Sản lượng Đức 18,569 30,107 32,0 31,4 Mỹ 13,715 29,015 23,7 30,3 Trung Quốc 4,689 11,935 8,1 12,5 Cộng hịa Séc 6,107 5,870 10,5 6,1 Anh 1,998 2,740 3,4 2,9 Ba lan 2,238 2,506 3,9 2,6 Slovenia 1,748 2,246 3,1 2,3 Úc 818 2,230 1,4 2,3 Tây ban nha 780 1,439 1,3 1,5 Pháp 811 1,356 1,4 1,4 Nam Phi 491 891 0,8 0,9 New Zealand 385 790 0,7 0,8 Các nước khác 5,602 4,657 9,7 4,9 Tổng cộng 57,987 95,782 100,0 100,0 Cây Houblon • Houblon cĩ xuất xứ từ Châu Á (cĩ thể từ Trung Quốc) • Chúng được phân bố vùng Nam bán cầu nhưng cũng phát triển tốt tại Bắc bán cầu. • Thuộc bộ thực vật Humulus lupulus L. – Thuộc Bộ (order) Urticales – Họ (family) Cannabaceae – Chi (genus) Humulus – Lồi (species) Lupulus 32
  34. • Humulus lupulus là một loại cây lâu năm thuộc loại dây leo lá cĩ 3 hoặc 5 thùy được mơ tả như một loại thực vật cĩ cây đực và cây cái • Chỉ cây cái mới tạo thành hoa Hop bên trong chứa các hạch Lupulin • Hoa cái chưa thụ phấn mới được dùng trong sản xuất beer Các loại sản phẩm Houblon • Trước đây người ta thường chia Houblon làm 3 loại: – Hương (chứa nhiều hương, hàm lượng α-acid 3- 7%); – Nhiều mục đích (Hương thơm, hàm lượng α- acid 6- 10% ); – Hàm lượng α-acid cao (hương thơm tạm chấp nhận, hàm lượng α- acid 9- 16%). • Hiện nay trên thị trường Houblon (nguồn:www.nzhops.co.nz) cĩ 2 dạng: Dạng viên và dạng cao Thành phần của Hoa Houblon • Theo nghiên cứu của Steven năm 1967 thành phần của Houblon như sau: – Resin chiếm 15% – Protein chiếm 15% – Đường đơn chiếm 2% – Polyphenol chiếm 4% – Pectin chiếm 2% – Tinh dầu dễ bay hơi 0,5% – Tro chiếm 8% – Ẩm chiếm 10% – Cellulose chiếm 43% 33
  35. Nhựa mềm: • Trong Houblon tươi chứa một số lượng nhỏ nhựa mà thành phần chủ yếu của nĩ là – α- acid – β- acid – Một phần nhỏ dedoxy α- acid (là thành phần khơng đĩng vai trị gì trong sản xuất beer chúng sẽ bị nấm men hấp phụ trong quá trình lên men). • Nhựa mềm là thành phần cĩ khả năng hịa tan trong dung mơi hexane Nhựa cứng: • Chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong Houblon tươi nhưng sẽ tăng trong quá trình tồn trữ. • Nĩ được cho là thành phần nhựa khơng hịa tan trong dung mơi Hexane • Cơng thức tính hàm lượng các acid như sau: – %α-Acids = D [_19.07A275 + 73.79A325 – 51.56A355] – %β-Acids = D [5.10A275 – 47.59A325 + 55.57A355] – Trong đĩ D là hệ số pha lỗng. 34
  36. Polyphenol • Proanthocyanidin – Phân tử Proanthocyanidin cĩ thể chứa đến 20 monomer. – Đa số Proanthocyanidin sẽ bị loại bỏ trong quá trình lắng, – Chỉ cĩ những phân tử cĩ khối lượng phân tử nhỏ (dimer; trimer ) tồn tại trong dịch nha gĩp phần vào việc bảo quản, chống ơxy hĩa và cải thiện hiện tượng đục của beer đồng thời do chứa điện tích dương nên chúng cĩ tác động đến sự ổn định của hương vi sản phẩm Flavonoids • Xanthohumol (XN) – Màu vàng của Lupulin chứa Xanthohumol chiếm hàm lượng 1,5% so với khối lượng khơ của Houblon – Trước đây chúng khơng được quan tâm lắm vì là nguyên nhân gây nên hiện tượng đục beer nên cần phải được loại bỏ. – Tuy nhiên, gây đây người ta đang nghiên cứu và thấy rằng nĩ cĩ khả năng chống ung thư và kháng khuẩn. Vì thế Xanthohumol được cho rằng cĩ giá trị trong y học. 35
  37. • Isoxanthohumol (IX) – Xanthohumol hịa tan kém trong nước, thành phần này nhanh chĩng bị kết tủa và chỉ cĩ 1 phần rất nhỏ tồn tại trong beer thành phẩm. – Khi trình đun sơi chuyển sang một dạng đồng phân gọi là Isoxanthohumol cĩ khả năng hịa tan tốt hơn chất này đã được chứng minh trong phịng thí nghiệm cĩ khả năng chống ung thư 8-Prenylnaringenin (8-PD) • Cịn được gọi là “Hopein” • Những người phụ nữ làm cơng việc thu hoạch hoa bằng tay cĩ hiện tượng rối lọan kinh nguyệt • Thủ phạm là do 8- PN vì chúng cĩ họat tính như một kích thích tố nữ với hoạt độ cao hơn estrogen • Dẫn đến khả năng chống ung thư các bộ phân như vú, tử cung, tuyến tiền liệt 36
  38. Tinh dầu dễ bay hơi • Chủ yếu của tinh dầu Houblon là Terpene. • Terpene trong tinh dầu Houblon cĩ 3 dạng: – monoterpene myrcene; – α-humulene; – β-caryophyllene. • Dường như chỉ cĩ Myrcene cĩ tác dụng tích cực đến hương thơm của Beer Sử dụng Houblon • Việc sử dụng Houblon phụ thuộc vào nhiều yếu tố và mục đích sử dụng. • Dựa vào các yếu tố trên chúng ta quyết định lựa chọn lọai Houblon nào tối ưu nhất. • Các yếu tố và mục đích như – Mức độ đắng – Độ thơm – Bền mùi – Bền bọt 37
  39. Ví dụ : Tính tốn lượng Houblon sử dụng trong sản xuất beer • Giả thiết đầu: – Thể tích dịch 100 Hl – Độ đắng 20 mg/ lít Iso α- acid trong sản phẩm cuối cùng – Sản phẩm Hop 90% Aroma viên chứa 5% α- acid – Thời điểm sử dụng Houblon: Giai đoạn đun sơi – Cao chứa 30% α- acid Tính tốn: – (a) Tổng số iso-α-acids cần cĩ trong 100 hl: – 20 (mg/l) x 100 = 2000mg/hl – 2000 (mg/hl) x 100 (hl) = 200,000mg = 0.20 kg iso-α- acids – (b) Lượng cao 30% sử dụng: – 0.20 x 100/30 = 0.67 kg α-acids – (c) Lượng α-acids chứa trong hoa viên aroma (5%): – 0.67 x 100/5 = 13.4 kg hoa viên aroma Nước • 97% trên bề mặt quả đất ở trong biển • 3% lượng nước là nước ngọt. • Trong tổng số nước ngọt thì 75% lượng nước đĩ ở trạng thái đĩng băng • 22% nước tồn tại dưới mặt đất • Một phần nhỏ nước bề mặt tồn tại trong các ao hồ sơng suối 38
  40. Nước sản xuất beer • Để tạo ra được một đơn vị thể tích sản phẩm thường 1: 6 (1 l beer cần 6 l nước). • Beer là một sản phẩm chứa trên 90% nước • Ngồi ra trong quá trình nảy mần cần lượng nước 30- 40 Hl/ 1 tấn malt • Lắp đặt một nhà máy sản xuất beer chúng ta phải quan tâm đến nguồn nước (số lượng và chất lượng). Chức năng và nhiệm vụ của nước trong sản xuất beer • Nước trong beer thành phẩm. Tỉ lệ sử dụng 2,7: 1 • Nước trong sản xuất. Tỉ lệ sử dụng 2,1: 1 • Nước dùng mục đích khác. Tỉ lệ sử dụng 1:1 • Nước dùng cho phục vụ. Tỉ lệ sử dụng 0,2:1 – (Tiêu chuẩn theo bảng. Tiêu chuẩn nước cấp theo UK 2000 và EU ) Nguồn Ion trong Beer • Thành phần các ion vơ cơ trong nước cĩ tác động đến hương thơm và chất lượng – Vùng Burton cĩ độ cứng rất cao nên sản phẩm tại vùng này nổi tiếng những loại Beer nặng. – London và Munich cĩ nguồn nước kiềm vì thế tại đầy rất nổi tiếng loại Beer sẫm màu, – Vùng Pilsen chứa rất ít khĩang chất vì thế sản phẩm beer cổ điển rất nổi tiếng 39
  41. Hiệu ứng trực tiếp của Ion kim loại lên beer • Ion Na+ chịu trách nhiệm điều khiển vị mặm. – Ngưỡng 150- 200 mg/l – Chát, chua (250mg/l), – Dưới 100 mg/l thì vị ngọt sẽ được tăng cường • Ion Mg2+ – Cĩ tác dụng đến vị đắng và chua ở ngưỡng vượt 70 mg/l tác động này cịn phụ thuộc vào cân bằng của ion Mg2+ và ion Ca2+ • Ion Ca2+ – Cĩ thể làm giảm bớt vị chua khi hàm lượng Mg2+ cao • Ion Cl- – Khi hàm lượng từ 200- 400mg/l chúng ta sẽ nhận được vị ngọt của dung dịch 2- • Ion SO4 – Đĩng gĩp vị đắng và dư hậu đắng của sản phẩm nếu hàm lượng đạt mức từ 200- 400 mg/l Hiệu ứng gián tiếp của ion kim loại lên beer • Đáp ứng nhu cầu của nấm men • Tác động trên enzym của Malt • Tác động trên hệ keo của dung dịch • Tác dụng trên pH của dung dịch 40
  42. Các phương pháp xử lý nước Loại bỏ cặn rắn – bằng phương pháp keo tụ; kết bơng; lọc bằng cát; oxy hĩa; • Điều chỉnh hàm lượng khống chất trong nước – bằng phương pháp đun nĩng; Sử dụng vơi; Acid hĩa; Cột trao đổi ion; Thẩm thấu ngược; Điện giải; Sử dụng muối canci. • Loại bỏ các hợp chất hữu cơ – bằng bể hiếu khí; cột than họat tính; • Thanh trùng nước loại bỏ vi sinh vật – bằng Chlorine; Bromine; Ozon; Bạc ion; Tia cực tím; Màng siêu lọc; • Loại khí hịa tan – bằng kỹ thuật hút chân khơng Nấm men • Cĩ hàng ngàn chủng Saccharomyces cerevisiae. • Những chủng này được sử dụng trong các ngành cơng nghiệp sản xuất beer, bánh, rượu qua chưng cất và trong phịng thí nghiệm. • Saccharomyces, tiếng Latin chỉ một loại đường từ nấm được đặt tên cho một chủng nấm men sử dụng lần đầu tiên năm 1838 bởi Meyen, • Hansen nghiên cứu tại phịng thí nghiệm Carlsberg laboratory ở Denmark trong những năm 1880s • Chủng nấm men lên men nổi tên là S. cerevisiae dùng trong sản xuất beer ale • Chủng S. carlsbergensis là chủng lên men chìm ở nhiệt độ thấp dùng trong sản xuất beer lager. Nguồn gốc • Saccharomyce s sensu stricto được xem là chủng gốc của hầu hết các chủng nấm men dùng trong ngành cơng nghiệp lên men 41
  43. Việc phân loại các chủng nấm men vẫn cịn trải qua nhiền biến đổi cho đến ngày nay • Cĩ 3 nguyên nhân để giải thích cho hiện tượng này: – (1) Một số loại nấm men đã bị gọi hoặc mơ tả chưa đúng – (2) Những phát hiện mới về chúng dẫn đến thay đổi – (3) Những xuất bản trước đây đưa ra thơng tin về nấm chưa được bao quát • Năm 1970, các nhà phân loại học xếp các chủng S. carlsbergensis và S. uvarum vào nhĩm nấm men Lager. • Năm 1990, họ lại xếp S. uvarum là một nhánh của S. cerevisiae. • Sau đĩ S. cerevisiae và carlsbergensis lại được xếp vào nhĩm S. pastorianus thường được viết rõ ràng với tên S. pastorianus/carlsbergensis. • Đã cĩ nhiều tranh luận nhằm giữ tên S. carlsbergensis cho chủng nấm men lên men sản phẩm lager beer thay vì dùng tên S. pastorianus. • Trong những năm gần đây các nhà khoa học lại chứng minh rằng S. bayanus và S. pastorianus khơng giống nhau và khơng phải là chủng nấm men cĩ trong nhĩm tự nhiên (do đột biến tạo thành). Sinh trưởng- Sinh sản • Hầu hết các chủng nấm men trong sản xuất beer là nhị bội thể (diploid), đa bội thể (polyploid) hoặc cĩ số bội thể khơng chỉnh (aneuploid) • Tuổi của nấm men phụ thuộc vào số lần chúng đã phân chia • Mỗi tế bào nấm men cĩ thể sinh sản được từ 10- 33 tế bào con • Trong sản xuất cơng nghiệp chủng nấm men lên men beer ale cĩ thể đạt tối đa 21,7 ±7,5 lần phân chia và tối thiểu 10,3 ± 4,7 lần phân chia 42
  44. • Sau một lần sinh sản trên tế bào mẹ sẽ hiện diện một vết sẹo, điều này khơng cĩ trên tế bào con • Trong điều kiện mơi trường giàu chất dinh dưỡng như dịch nha và điều kiện nhiệt độ tối ưu thời gian để tạo ra một thế hệ mới khoảng 90 phút Nấm men sát thủ (Killer yeast) • Năm 1963, Bevan và Makower quan sát hiện tượng chết hàng loạt trong một chủng S. cerevisiae, • Kết quả cho thấy rằng trong chủng Saccharomyces, cĩ một chủng được đặt tên là nấm men sát thủ • Chúng tiết ra độc tố cĩ tác dụng độc và nhạy cảm đối với các chủng cùng lồi, ít cĩ tác động hơn với những chủng khác lồi. – Thí nghiệm trộn 10% chủng nấm men sát thủ lager vào chủng nấm men ale. Trong vịng 10 giờ tồn bộ chủng nấm men ale hầu như bị tiêu diệt, chỉ khi mật độ nấm men sát thủ lager giảm xuống cịn 1% (sau 24 giờ) chủng nấm men ale mới cĩ khả năng phục hồi Nhu cầu dinh dưỡng • Nhu cầu Oxygen – Oxygen đĩng vai trị quan trọng trong quá trình tăng sinh khối của nấm men – Oxogen cần thiết để nấm men tổng hợp sterols và acid béo nhằm tăng sinh khối quá trình này xảy ra trong điều kiện nồng độ oxygen dưới tối ưu (suboptimal concentrations). – Oxygen hịa tan (DO) cần phải cĩ độ tinh khiết và chất lượng cao 43
  45. Chuyển hĩa Hydrocarbon • Dịch nha chứa các loại đường như Succrose; Glucose; Maltose; Maltotriose; và dextrin • Glucose và Fructose luơn luơn được ưu tiên sử dụng trước sau đĩ mới tới đường Maltose và Maltotriose • khi Glucose cao (lớn hơn 1% w/v) thì gene MAL loci (gene điều khiển chuyển hĩa maltose và maltotriose) bị khống chế. • Khi hàm lượng glucose giảm xuống cịn 40- 50% thì quá trình sử dụng maltose và maltotriose mới bắt đầu. • Như vậy việc cĩ mặt của glucose trong dịch nha là nguyên nhân làm giảm tốc độ lên men Sản phẩm sinh ra từ nấm men • Cồn (Alcohols) – Thành phần alcohol chủ yếu do nấm men sinh ra là ethanol, – Vài loại cồn khác cũng được tạo ra như các cồn bậc cao, dầu fusel các thành phần này gĩp phần quan trọng đến hương beer • Ester – Trong quá trình lên men hàng trăm ester cĩ thể được tạo ra bở sự kết hợp giữa rượu bậc cao và Acyl- coenzym A (Acyl- CoA) • Các hợp chất Sulfur – Chúng sẽ gây nên mùi khĩ chịu và chỉ được chấp nhận với nồng độ rất thấp. – Hợp chất sulfur thường cĩ trong beer là Dimethylsulfur (DMS) cĩ mùi đường bắp cháy. Các tiền chất của DMS là S- methylmethionine (SMM) – Dimethylsulfoxide (DMSO) là những chất được tạo ra trong quá trình malt hĩa 44
  46. • Diacetyl and Pentane-2,3-dione – Thường cĩ trong sản phẩm beer chúng gĩp phần tạo nên tính chất mùi – Chúng được mơ tả cĩ mùi bơ scotch, mật ong hoặc mùi kẹo bơ – Hàm lượng ngưỡng của diacetyl trong beer lager là 0.1 - 0.14 mg/l và cao hơn một ít trong beer ale – Diacetyl và pentane-2,3-dione được hình thành bên ngồi tế bào nấm do quá trình oxy hĩa hợp chất α-acetolactate và decarboxylation α-acetohydroxybutyrate – Diacetyl trong beer do nhiễm khuẩn như Pediococcus hoặc Lactobacillus. Chọn lọc chủng • Henson và Reidl xác định điều kiện cần thiết: – Thường xuyên bảo đảm nguồn nấm men thuần khiết – Bảo đảm cung cấp giống cho sản xuất đều đặn – Kiểm sốt vi khuẩn • Chỉ dừng lại từ đời thứ 8 đến đời thứ 10 • Khi phát hiện thấy sự ngoại nhiễm, hay cĩ vấn đề trong quá trình lên men được xác định do giống • Người ta thường áp dụng phương pháp cấy phân lập định kỳ để tinh sạch giống Cơng nghệ sản xuất bia 45
  47. Nghiền malt và thế liệu • Nghiền nhằm 2 mục đích: giảm và kiểm sốt kích thước hạt • Quá trình này phụ thuộc nhiều yếu tố: – loại nguyên liệu (malt, gạo); – thiết bị (lọc khung bản; lọc thùng); – quy trình cơng nghệ (tỉ lệ thế liệu; chủng loại thế liệu). • Nguyên liệu cĩ chứa vỏ trấu sử dụng máy nghiền trục để duy trì kích thước vỏ trấu giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn. • Nguyên liệu gạo hoặc trong quá trình lọc sử dụng thiết bị lọc thùng sử dụng máy nghiền búa nhằm giảm kích thước hạt tạo điều kiện hồ hĩa tốt hơn 46
  48. Quá trình đường hĩa • Mục đích của quá trình đường hố: – Chuyển hố các thành phần chính của malt và thế liệu thành những chất hồ tan trong nước – Loại bỏ những chất khơng hồ tan ra ngồi • Trong bột malt tồn tại 3 loại enzyme rất quan trọng là: – protease, – -amylase, -amylase – Một số enzyme khác chiếm số lượng khơng đáng kể Điều khiển quá trình Loại Enzym top( 0C) Sản phẩm chính • Protease hoạt động mạnh ở 47 – 520C α-amylase 70-75 Dextrin • -amylase hoạt động ß-amylsea 60-63 Maltose 0 mạnh ở 70 –75 C Amilophosph 70 Dextrin • -amylase hoạt động atase mạnh ở 60 – 650C o Loại Enzym totp ( C) pHotp Cơ chất Sản phẩm Protease 50 -60 4,6- 5,0 Protein Albumoza, pepton, polypetit Peptidase 45-48 7,5- 8,0 Peptit Acid amin Các yếu tố ảnh hưởng • Ảnh hưởng của pH – Đa số các enzym bền trong giới hạn pH từ 5- 9 – Làm mềm nước trước khi sử dụng và tăng độ chua của dịch cháo bằng cách bổ sung acid lactic hoặc CaCl2 hoặc CaSO4 • Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất – Nồng độ chất hịa tan đầu tiên khơng quá 16%, nếu cao hơn thì thới gian đường hĩa sẽ kéo dài • Ảnh hưởng của nồng độ enzym – khối lượng – hoạt tính – điều kiện 47
  49. Đường hố gồm 3 giai đoạn • Hồ hố – Hồ hố là làm trương nở và phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nĩng – Tinh bột của gạo bị hồ hố ở 80-85oC. Đây là nhiệt độ cao nhất, hạt tinh bột của gạo lại nhỏ nhất. Ngơ 75-78oC, tinh bột của gạo trương nở hơn tinh bột malt. – Nhiệt độ hồ hố phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và kíc thước hạt tinh bột • Dịch hố – α- amylase tác dụng các chuỗi dài amylo và amylopectin sẽ nhanh chĩng bị cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, vì thế độ nhớt trong mẻ nấu giảm rất nhanh – Enzym tác động nhiệt hố ở nhiệt độ thích nghi nhất là 65-70oc, pH thích nghi 4,6 • Đường hố – Biến đổi của tinh bột đã dịch hố thành dextrin và maltoza – α- amylaza dextin hố; 70-75oC, pH 5,8 – β- amylaza maltoza hố; 60-65oC, pH 5,4 • Trong quá trình đường hĩa, tinh bột cịn chịu sự tác động bởi quá trình phosphoryt hĩa. • Dưới tác dụng của enzym phosphorylase sẽ tạo thành glucoza-1-phosphat, và sau đĩ qua nhiều biến đổi ta sẽ thu được các loại đường khác nhau như Fructose và Saccharose • Sản phẩm chính là đường maltose (chiếm khoảng 50% chất hịa tan trong dịch đường), ngồi ra cịn cĩ những dextrin bậc cao, dextrin bậc thấp, đường fructose, glucose, saccharose. 48
  50. Quá trình lọc • Mục đích nhằm tách các thành phần đã trích ly từ pha rắn cĩ trong malt và các phụ liệu dạng rắn để phục vụ cho quá trình chuyển hĩa của vi sinh vật tạo ra sản phẩm mong muốn • Nguyên tắc: Lọc nhanh; Rửa bã chậm • Kết thúc quá trình rửa bã khi nồng độ đường trong nước rửa bã cịn khoảng 1 độ Lọc thùng; Lọclauter tun; Lọc Strainmaster; Lọc khung bản 49
  51. Đun sơi dịch nha với hoa houblon • Mục đích của quá trình đun sơi: – Bốc hơi, cơ đặc; loại bỏ những chất dễ bay hơi (DMS) – Bất họat enzym – Thanh trùng – Trích ly hoa Houblon – Đơng tụ Protein – Thúc đẩy phản ứng giữa protein và thành phần của hoa – Tạo các muối – Tạo phản ứng màu (Caramen; Melanoidin) – Tạo hương – Xử lý nhiệt đường khơng lên men. • Quá trình đun sơi gồm các giai đoạn: – Nhập liệu – Gia nhiệt – Sơi – Chuyển sang nồi lắng • Đây là quá trình sử dụng năng lượng nhiều nhất trong cả quy trình (chiếm 18% tổng năng lượng) • 99% năng lượng phục vụ cho quá trình sơi; 1% năng lượng tổn thất do nước bốc hơi • Hoa houblon được cho vào trong qua trình đun sơi. • Thời gian trích ly hoa tối ưu là 30 phút; • Một lượng tinh dầu của hoa sẽ mất trong quá trình đun sơi. • Lượng Nitrogen trong dịch nha cĩ liên quan đến pH; độ trong của dung dịch. • Polyphenol cĩ trong Houblon sẽ oxy hĩa các hợp chất hữu cơ tạo thành kết tủa. • pH của dịch nha sẽ giảm xuống từ 0,2- 0,3 và đạt đến chỉ số 5,2- 5,3 ở cuối quá trình nấu, nguyên nhân lượng ion Ca2+ bị thất thốt do liên kết với phosphate và polyphenol (phĩng thích ion H+) trong quá trình đun sơi 50
  52. Quá trình lắng trong Dịch nha sau khi đun sơi cần phải được lắng nhanh trước khi làm lạnh nhanh. • Lắng trong mục đích loại bỏ cặn rắn hình thành trong quá trình đun sơi. • Hàm lượng cặn lắng trong dịch nha từ 2- 8 gam/ lít tùy theo nguyên liệu sử dụng ; lượng cặn trong dung dịch trước khi đem làm lạnh phải nhỏ hơn 0,1 g/l. Quá trình lạnh nhanh • Dịch nha khoảng 95oC cần được làm lạnh đến nhiệt độ 8- 22oC (tùy theo cơng nghệ và giống nấm men lên men). • Quá trình này được kết hợp với sục khí để phục vụ cho tăng sinh khối của vi sinh vật • Lượng Oxy cung cấp chủ yếu phục vụ quá trình tăng sinh khối của nấm men. • Nếu khí được cho vào phía dịch nĩng sẽ tham gia phản ứng oxy hĩa polyphenol làm sẫm màu dịch nha. Cấp oxy vào dịch nha lạnh Sục khí: • Hàm lượng oxy cung cấp cho dịch nha cần đạt 70- 90% nồng độ bão hịa (4- 14 mg/l). • Dịch nha ở nhiệt độ 15oC bão hịa khơng khí chứa 8 mg/l oxy; nhưng cũng ở nhiệt độ này nồng độ oxy bão hịa là 38 mg/l vì thế việc chọn nguồn khí sục vào dịch nha cĩ ảnh hưởng đến quá trình lên men. • Khí cung cấp vào dịch nha phải ở trạng thái bọt nhỏ để tăng cường khả năng hịa tan 51
  53. Cấp men giống • Trước khi dịch nha vào thiết bị lên men, chúng được cấp giống thơng qua thiết bị lưu trữ giống bằng bơm hoặc van. • Mật độ và chất lượng giống được kiểm sĩat bằng kỹ thuật đếm men sau khi bơm dịch nha vào thiết bị lên men. • Nếu quá trình cấp dịch tiến hành nhiều lần (thể tích của Tank lên men lớn hơn thể tích nồi nấu) chúng ta cũng tiến hành cấp giống nhiều lần Quá trình lên men bia • Dịch nha khi vào thiết bị lên men cĩ những đặc điểm như sau: – pH 5,0- 5,4 – Tổng chất rắn hịa tan (độ plato) tính theo đường Succro 10- 12 độ – Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l) – Mật độ nấm men 10- 25 triệu tế bào/ ml dịch lên men 52
  54. • Quá trình chuyển hĩa hydrocarbon theo thứ tự ưu tiên: – Fructose; Glucose; Maltose; Maltotriose. • Đường Dextrin khơng được chuyển hĩa bởi nấm men • Acid amin rất cần thiết để nấm men tổng hợp tế bào vì thế cần phải cĩ một lượng nitơ amin tự do (FAN) trong dịch nha Lên men chính • Phát triển nấm men trong quá trình lên men chính: Cĩ 3 giai đoạn trong suốt quá trình lên men • -Pha thích nghi (từ 12- 24 giờ) – Nấm men làm quen với mơi trường dinh dưỡng mới chúng sử dụng oxy nhiều để hơ hấp – Glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Lượng Glycogen này được cho là tác nhân kích họat sử dụng glucose để tổng hợp sản phẩm. 53
  55. • -Pha sinh trưởng – Nấm men phát triển mạnh nhất đạt mật độ cực đạt; – Quá trình lên men cũng đạt độ cực đạt (bắt đầu sau khi mật độ đã đạt cực đại). – Trong giai đoạn này Glycogen cũng được tổng hợp giúp tế bào đối phĩ với tình trạng cạn kiệt dưỡng chất • -Pha chậm: – Dưỡng chất trong mơi trường bắt đầu cạn kiệt, nấm men sẽ chuyển dần vào pha dừng. – Các tế bào kết cụm lại với nhau và chìm xuống đáy thiết bị (giống nấm men chìm), tốc độ phát triển chậm lại. • Lưu ý nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính Đặc điểm của quá trình lên men • Duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. • Khỏang nhiệt độ trên cĩ thể biến thiên (do sinh nhiệt lượng 140Kcal/ kg cơ chất.) • Ở sản phẩm beer truyền thống thời gian lên men chính từ 8- 20 ngày nhưng với kỹ thuật hiện đại thời gian này cịn 7 ngày. • Trong 6- 10 giờ đầu tiên nấm men sử dụng hết lượng oxy hịa tan trong dịch nha (khơng cĩ dấu hiệu sử dụng Glucose), sau 8- 16 giờ dấu hiệu lên men bắt đầu được phát hiện bởi các bọt khí CO2 tạo thành lớp bọt mỏng trên bề mặt. • Nấm men nảy chồi trong vịng 24 giờ. Trong khỏang thời gian từ 24- 48 giờ tốc độ sinh sản và đồng hĩa đường đạt cực đại, CO2 cũng được tạo ra nhiều trong giai đọan này. • pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8- 4,4 do hình thành các acid hữu cơ và do mật độ nấm men tăng. • Việc giảm pH cĩ tác động tích cực đến bảo quản vì đây khơng phải điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật khác nhiễm vào sản phẩm 54
  56. Quá trình lên men phụ • Quá trình lên men phụ bắt đầu khi nồng độ đường trong dịch lên men cịn từ 1- 4 độ plato. Mục đích của quá trình lên men phụ • Tiếp tục lên men phần chất khơ cịn lại sau khi lên men chính • Tăng mùi cho bia • Bão hồ CO2 • Ổn định chất lượng bia. • Nhiệt độ thấp từ 0- 20C nhằm hạn chế sự xâm nhập, phá hoại của vi sinh vật khơng mong muốn. • Thu về một loại nước uống bão hồ CO2, vị dễ chịu và cĩ hương thơm. Các biến đổi trong quá trình lên men phụ • Diacetyl là sản phẩm phụ của quá trình lên men, gây cho bia cĩ hương vị khĩ chịu. Ở nhiệt độ thấp diacetyl sẽ dần giảm đi. • Trong suốt quá trình nổi bọt, CO2 gĩp phần đẩy O2 ra làm giảm rH: hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển sẽ làm giảm chất lượng bia. • Quá trình "chín bia" là quá trình làm mất mùi vị bã hèm, vị ngọt sẽ mất khi đã lên men hết lượng chất khơ cịn lại. • Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa. • Vị cay tê sẽ biến mất và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc. 55
  57. Tiến trình lên men phụ • Bia non được lên men phụ trong cùng một tank với lên men chính. • Đặc điểm của lên men phụ là quá trình lên men diễn ra rất chậm, tiêu hao một lượng đường khơng đáng kể. • Trong quá trình này bia được lắng trong, và bão hịa CO2. • Với phương pháp này, quá trình lên men phụ được tiến hành ở nhiệt độ 0-10C, với áp suất 1-1,2 kg/cm2 (tăng khả năng hịa tan CO2 trong bia; hạn chế vi sinh vật xâm nhập, phá hoại). • Các tế bào nấm men cịn sĩt lại nhanh chĩng lắng xuống và được lấy ra qua van xả đáy. • Bia non cĩ vị cay nồng của nấm men, lượng CO2 ít khoảng 0.2%. • Thời gian lên men phụ khoảng 5-7 ngày. • Hiện tượng lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ lên men chính sang lên men phụ. • Với nhiệt độ thấp thì nhựa houblon, các hợp chất tanin, protein đơng tụ • Tế bào nấm men chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, của áp suất và nồng độ CO2 cao kéo xuống đáy tiếp tục quá trình lên men chậm. • Nhờ các hiện tượng trên, bia dần dần trong, tạo các ester, bão hịa CO2. Do đĩ bia ngon hơn và độ bền của bia lớn hơn, dễ dàng cho quá trình lọc sau này. Sự cố trong quá trình lên men • Các sự cố thường xảy ra trong quá trình lên men là hiện tượng “Struck” hoặc “Hung” (sự ì trong quá trình lên men). • Nguyên nhân: – Cấp men khơng đủ; – Cấp khí khơng đủ; – Khả năng sống của nấm men; – Thành phần dinh dưỡng của dịch nha (khi sử dụng thế liệu với tỉ lệ cao); đơi khi do hàm lượng đường fructose cao quá; – Lẫn nấm men sát thủ. 56
  58. Cách xử lý: • Cĩ thể thêm vào mơi trường tinh chất nấm nem (Yeast extract) trong trường hợp nguyên nhân do thành phần dinh dưỡng của dịch nha khơng bảo đảm. • Biện pháp cấp giống lại sẽ được sử dụng nếu nguyên nhân do giống; • Ta cũng cĩ thể phối trộn vào 10- 20% thể tích dịch lên men tốt, trong vài trường hợp số này cĩ thể tăng lên 50%. • Trường hợp nguyên nhân do cấp khí người ta ít sử dụng phương pháp sục khí vì sẽ tăng nguy cơ nhiễm khuẩn và phản ứng oxy hĩa làm giảm hương vị. Thu hồi CO2 Phần lớn lượng đường cịn lại được dùng để tạo ra Ethanol và CO2. (<10% tăng sinh khối) • Lượng CO2 sinh ra trong quá trình khá nhiều • Khoảng 4 Kg CO2 được tạo ra. – Sự tạo thành khí Carbonic phụ thuộc vào nhiều yếu tố (cấu tạo thiết bị; tốc độ lên men; hiệu suất của hệ thống thu hồi ) • Khí CO2 được dùng cho các mục đích: – Duy trì áp suất trong thiết bị – đẩy và làm sạch đường ống vận chuyển – đĩng gĩi chiết chai – bão hịa beer thành phẩm • Thu hồi khí CO2 cần phải đạt các tính chất sau – Khơng hoặc chứa rất ít oxy (vì thế chỉ thu hồi CO2 khi hàm lượng Oxy trong dịch nha thấp nhất (thấp hơn hoặc bằng 0,01%). – Kết thúc thu hồi khi hàm lượng hydrocarbon trong dịch nha gần hết vì CO2 rất ít 57
  59. Hồn thiện • Lọc trong bia • Bão hịa CO2 • Tàng trữ • Chiết chai • Thanh trùng Lọc bia • Mục đích – Làm dịch Bia được trong hơn, • Tách bỏ những hạt nhỏ của tế bào nấm men • Hạt protein, hạt hoa Houblon – Tăng giá trị cảm quan – Ổn định thành cơ học. • Thiết bị lọc – Lọc khung bản – Lọc ống Nguyên tắc lọc • Thực hiện trong một hệ thống kín 0 • Nhiệt độ từ 0 – 1 C để tránh tổn thất CO2 • Tránh sự xâm nhập của oxy khơng khí cùng với vi sinh vật khác. • Lọc càng nhanh càng tốt nhưng phải đạt yêu cầu. 58
  60. Quá trình bão hồ CO2 • Mục đích: – Tăng chất lượng cảm quan, – Chống kết tủa và là mơi trường tốt để bảo quản Bia. – Bổ sung lượng CO2 bị thất thốt trong quá trình lọc Bia. • Phương pháp bão hồ CO2: – Hạ nhiệt độ trong absort xuống 20C – Bia sau khi lọc được bơm vào absort. – Nạp CO2 trực tiếp vào đáy thiết bị (áp suất lên gần 5 kg/ cm2 ) Chiết rĩt bia • Mục đích: – Dễ dàng vận chuyển đến nơi tiêu thụ – Đảm bảo thời gian bảo quản. • Yêu cầu kỹ thuật: – Nhiệt độ chiết bia khoảng 2  4oC. Khơng quá 16oC – Áp suất chiết 3 bar – Bia chiết phải đúng mức quy định – Bia phải được chiết trong hệ thống kín và khơng cịn O2 trong chai sau khi chiết. Chiết rĩt bia Bia TBF Ringbowl Hút chân Thổi CO2 khơng Chai Nâng chai Đuổi O2 Chiết chai Cân bằng Hút chân áp khơng 59
  61. Thanh trùng bia • Mục đích – Thanh trùng để đình chỉ sự hoạt động của nấm men – Tiêu diệt vi sinh vật cịn sĩt lại trong bia sau khi lọc – Ổn định chất lương bia sau lọc. • Yêu cầu: – Nhiệt độ thanh trùng 62oC – Thời gian thanh trùng của 1 chai bia khoảng 40 phút. – Chai kín, bĩng, khơng cĩ cặn và nổi bọt. Hầm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nhiệt độ TT 33,6 42,1 51,6 59 60,8 60,7 61,7 51,2 41,4 32,2 TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG BIA THÀNH PHẨM Độ trong Bia trong suốt khơng cĩ vật thể lạ Độ màu Màu vàng, sáng đặc trưng của sản phẩm Trạng thái và độ Bọt nở đều, xốp, rất bền khi lên khỏi bền bọt mặt thống, thời gian giữ bọt lâu Mùi Cĩ mùi thơm dễ chịu, đặc trưng cho sản phẩm, khơng cĩ mùi lạ Vị Vị hịa hợp, êm dịu,dễ chịu, hồn tồn đặc trưng cho vị sản phẩm được sản xuất hồn hảo Các chỉ tiêu Mức mong muốn Mức chấp thuận 2,2 2  2,5 Độ hịa tan biểu kiến (oP ) 2,3 2  2,6 2,3 2  27 4,9 4,7 Độ cồn (%, V/P) 4,5 4,8 5,3 5,1 11,4 11,2 Độ hịa tan nguyên thủy (oP) 11,5 11,4 12,3 12 5  5,5 4,8 Hàm lượng CO2 (g/l) 5  5,5 4,8 5,0 4,8 1,5 1,3  1,7 Độ chua ml NaOH 0,1N 10ml 1,6 1,3  1,8 Bia (ml) 1,5 1,3  1,8 60
  62. Mức mong Mức chấp Các chỉ tiêu muốn thuận 6,5 6  7,5 Độ màu (EBC) 7 6  8,5 7 6  8 21 18  24 Độ đắng (mg/l) 22 18  24 23 18  24 pH 4,2 4  4,4 Độ trong % (Neph) 10 < 20 Tổng số nấm men mốc Khơng cĩ Khơng cĩ Tổng số VSV hiếu khí (khuẩn 0 10 lạc/ml) Diacetyl (tham khảo) < 0,1 < 0,1 Chúc sức khỏe và thành cơng 61