Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
2. Thành phần của bia:
Trong bia nước chiếm 80%. Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng độ rượu khoảng 3-6%v), có
gas ( hàm lượng CO
2
khoảng 3-4g/l), có bọt mịn xốp, có hương vị thơm ngon rất đặc trưng.
Hương và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên, cồn CO
2
và các thành phần lên
men khác tạo nên.
Trong bia có chứa một số chất bổ dưỡng:
Chất đạm: đặc biệt là đạm hoà tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm: protein, peptid, và
amino acid.
Glucid: glucid tan (70% là dextrin, pentosan- sản phẩm caramel hoá).
Vitamin: chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B
1
, vitamin B
2
, PP).
Lupulin trong bia và hoa houblon có tính an thần, dễ ngủ.
Đặc biệt CO
2
hoà tan trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát cho người uống
bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miện, giảm mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu
như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp.
III. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT BIA
1.NƯỚC:
Nước là nguyên liệu cơ bản nhất không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất bia.
Trong bia thành phẩm hàm lượng nước chiếm 77-90%.
1.1Ảnh hưởng các ion khác nhau lên các quá trình sản xuất bia:
Thông thường trong nước chứa các ion sau:
Cation H
+
, Na
+
, K
+
,Ca
++
,Mg
++
, Mn
++
, Fe
++
và Al
+++
……
Anion: OH
-
, Cl
-
, HCO
3
-
, CO
2
, NO
2
-
, NO
3
-
…
Sự tồn tại các muối chưa Ca, Mg sẽ quyết định độ cứng của nước
Ca: thường tồn tại dưới Ca(HCO
3
)
2
ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia do làm giảm độ
acid của hồ malt và dịch đường hoá.
Mg: hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca, nhưng gây tác dụng xấu hơn Ca, vì Mg thì hoà
tan được , còn MgSO
4
có vị đắng chát; cả hai điều làm ảnh hưởng đến chất lượng bia.
Na: tồn tại trong bia nước dưới dạng Na
2
CO
3
, NaHCO
3
, NaSO
4
hay NaCl.
Na
2
CO
3
, NaHCO
3
làm giảm độ acid của hồ malt.
NaSO
4
với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắng
NaCl nếu dưới 200mg/l sẽ ảnh hưởng tốt đến mùi , vị bia.
Do hàm lượng Na có trong nước thường từ 15-20mg/l, vì vậy một số nơi cho thêm NaCl vào
quá trình nấu bia (khi đun sôi với bia).
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
5
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
K: tương tự như Na
Fe: thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO
3
)
2
, hàm lượng cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất
lượng bia. Vì vậy cho phép từ 0.2-0.5mg/l.
1.2 Yêu cầu kỹ thuật nước dùng trong sản xuất bia:
Màu Sắc: trong
Mùi: Không mùi, vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như, H
2
S, Cl
2
, NH
3
.
Nước dùng trong sản xuất phải có độ cứng tạm thời <7mg đương lượng/ Lít.
Độ cứng vĩnh cửu: 0,4-0,7mg đương lượng /lít
Độ pH: 3,5-7
Hàm lượng muối Ca:<100mg/l
Độ cứng, mềm: 4-8
o
Đ, độ cứng trung bình 8-12
o
Đ.
Hàm lượng muối Mg :<80mg/l
Hàm lượng muối Cl:< 75-150mg/l
Hàm lượng CaSO
4
: 150-200mg/l
Các kim loại nặng : không có
Vi sinh vật:<100 tế bào/ml.
Vi sinh vật gây bệnh : không có
1.3 Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia:
• Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất Malt
Yêu cầu quan trọng nhất là nước không được chứa nhiều tạp chất hữa cơ và vi sinh vật.
• Nước dùng nấu bia
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hoà tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt ( nhất Na
2
CO
3
)
gây cho bia có vị đắng khó chịu.
Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ malt, làm cản trở hoạt
dộng cảu các enzym trong malt.
• Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị :nước dùng rửa nấm men cần
phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệt không chứa NH
3
và các muối nitrit.
1.4 Những phương pháp làm tăng chất lượng nước:
a- Lắng trong và lọc cơ học
Thông thường cho nước chảy vào các bể chứa lớn và cho chảy ra với vận tốc nhỏ, chậm
hoặc lọc qua cát.
Nếu nước chứa nhiều chất bẩn hữu cơ ở dạng keo thì dùng những chất kết tủa như Al
2
(SO
3
)
hay FeCl
3
.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
6
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
Những hydrat khi kết tủa sẽ kéo theo bẩn lắng xuống
b- Làm mềm nước(dùng trong nấu bia) bằng nhiều phương pháp khác nhau :
Phương pháp nhiệt độ: Đun nóng nước để hạ độ cứng tạm thời. Do đắt tiền nên phương
pháp này không còn thông dụng.
Phương pháp nguội: Đây là phương pháp cũ, song vẫn còn có thể ứng dụng. Dựa trên cơ
sở chuyển các bicacbonat (Ca và Ma) về các cacbonat tương ứng với dung dịch Ca(OH)
2
bão
hoà.
Phương pháp vôi-soda: Cùng lúc cho vào nước hỗn hợp Ca(OH)
2
và Na
2
CO
3
vôi sẽ loại
bỏ bicacbonat (Ca và Mg); Na
2
CO
3
sẽ loại bỏ các muối gây nên độ cứng vĩnh viễn. Phương
pháp này thường hạ độ cứng vĩnh cửu của nước, do đó không dùng để làm mềm nước nấu bia.
Phương pháp trung hoà bằng acid: Trong nấu bia thường dùng acid lactic acid này sẽ
chuyển bicacbonat (Ca và Mg) về những lactac tương ứng.
Phương pháp trao đổi ion:
Phương pháp này có nhiều tiến bộ, đem lại hiệu quả cao
Dựa trên khả năng trao đổi ion (cation và anion của một số nhựa tổng hợp đặc biệt ở dạng
vô cơ hoặc hữu cơ.
c-Sát trùng nước rửa nấm men và thiết bị
Phương pháp lý học: Nước được lọc qua các màng siêu lọc, rất hiệu quả song rất đắt
tiền .
Phương pháp hoá- lý: dùng tia quan tuyến chiếu qua nước; phương pháp tác dụng diệt
khuẩn mạnh, hiệu suất cao và không gây mùi vị gì cho nước.
Phương pháp hoá học:
-Clo hoá: Cl
2
+ H
2
O = 2 HCl + H
2
2HCl =2HCl +2O
Oxy nguyên tử có khả năng diệt khuẩn rất mạnh
- Ozon hoá: với liều lượng từ 1-2g/cm
3
diệt hầu hết vi sinh vật có trong nước. Dùng dòng điện
có điện thế lớn và tần số cao đi qua không khí, O
2
sẽ chuyển về O, sau đó xông vào nước bằng
những bơm hơi.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
7
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
2. ĐẠI MẠCH:
2.1.Đại mạch:
2.1.1 Phân loại
Theo mục đích sử dụng:
Trong công nghiệp:Dùng đại mạch để chế biến bia hoặc các ngành thực phẩm phải dùng
malt đại mạch. Thường dùng giống đại mạch 2 hàng (gọi là H.Distichum).
Trong nông nghiệp: dùng để chăn nuôi hoặc chế biến các loại thức ăn cho gia súc, gia
cầm…Thường dùng giống đại mạch nhiều hàng (gọi là H.Polystychum). (b)
Nếu trong một bông đại mạch chỉ có một nhánh được thụ phấn sẽ hình thành hai hàng đại
mạch đối xứng nhau, loại đại mạch này ta gọi là đại mạch 2 hàng.(a)
Nếu trong một bông đại mạch cả ba nhánh đều được thụ phấn thì loại đại mạch này được
gọi là giống sáu hoặc 4 hàng ( vì có một nhánh thụ phấn nhưng yếu hơn hai nhánh còn lại).
2.1.2- Cấu trúc và thành phần hoá học hạt đại mạch:
Cấu trúc hạt đại mạch: gồm ba bộ phận chính: vỏ hạt , phôi và nội nhũ.
Vỏ hạt từ ngoài vào trong chia làm ba lớp: Vỏ trấu, vỏ lụa và vỏ arolon. Phần này chiến 7-
11% trọng lượng hạt.
Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt, phôi thường chiếm 2.5-5% trọng lượng hạt. Trong
phôi có từ 37-50% chất khô là thành phần nitơ, khoáng 7% chất béo, 5-6% đường sacaroza, 7-
7.5% pentozan, 6-6.5% chất tro và một số ít thành phần khác. Riêng tinh bột hầu như rất ít.
Nội nhũ: chiếm từ 45-48% trọng lượng hạt. Phần này của hạt đại mạch giữ vai trò quyết
định chất lượng của đại mạch trong sản xuất bia.
-Thành phần chính của nội nhũ là những hạt tinh bột hình tròn. Nếu hàm lượng protein trong
hạt càng cao thì càng nhiều hạt tinh bột kích thước nhỏ
-Trong bột đại mạch có nhiệt độ hồ hoá là 75-80
o
c ( của gạo 75
o
c, khoai tây 60
o
c). Tính chất
này cần lưu ý khi nấu bia. Tinh bột đã qua hồ hoá thì khi đường hoá sẽ nhanh và thuận lợi hơn
nhiều.
-Những hạt tinh bột ngoài thành phần là tinh bột, còn chứa một số tạp chất khác như nitơ:0.5-
1.5%; tro:0.2-0.7%; acid béo: 06%.
-Cấu tạo của tinh bột gồm hai dạng polisacrait: amilo và amylopectin.
-Tinh bột sẽ chịu tác động xúc tác của hệ enzym amylaza ( gồm α và β ). Hiệu quả xúc tác sẽ
tuỳ thuộc vào nhiệt độ và pH. Điều này quyết định kết quả quá trình nấu bia.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
8
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
2.1.3-Thành phần hoá học của đại mạch:
Tính theo % trọng lượng chất khô
Thành phần Đại mạch Malt
Tinh bột
Đường sacaroza
Đường khử
Những đường khác
Chất dạng gom
Hemixenlulo
Xenlulo
Lipit
Protein thô
Dạng hoà tan thể muối: albumin,
globulin
Hordein-protein
Glutein-protein
Acid amin và peptit
Acid mucletit
Tro
Những chất còn lại
63-65
1-2
0.1-0.2
1
1-1.5
8-10
4-5
2-3
8-11
0.5
3
3-4
3-4
0.5
2
5-6
58-60
3-5
3-4
2
2-4
6-8
5
2-3
8-11
2
-
2
3-4
1-2
0.2-0.3
6-7
2.2 MALT:
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia. Quá trình quan trọng nhất mà
qua đó hạt đại mạch trở thành Malt là sự nảy mầm ( mục tiêu chủ yếu của quá trình sản xuất
malt), là để hoạt hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của enzym có trong đại mạch. Hệ
emzym (amilaza, proteaza, sitaza ) này sẽ là động lực chủ yếu để phân cắt các hợp chất protein
và gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt thành các sản phẩm có phân tử nhỏ (chủ yếu là
đường đơn, Dextrin bậc thấp, acid amin, pepton và nhiều chất khác hoà tan bền vững vào nước
để thành chất chiết của dịch đường. Mục đích trên đây đạt được bằng cách tạo điều kiện thích
hợp về độ ẩm nhiệt độ, độ thông thoáng khí cho khối hạt để khối hạt phát triển . Sau quá trình
nảy nầm, đem sấy khô, tách rễ, làm sạch ta được malt phục vụ cho sản xuất bia.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
9
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
2.2.1Quá trình ươm mầm đại mạch:
Ta tiến hành ngâm đại mạch trong thời gian 36-48 giờ để có độ ẩm 42-46%, nhiệt độ
ngâm 12-15
o
c. Sau đó vớt để ráo nước và rải thành các luốn, dày 40 cm trong những ngày đầu
và giảm dần đến 15-10cm ( vào mùa hè thỉ rải mỏng hơn), nhiệt độ nảy mầm là 15-22
o
c. Trong
quá trình ủ hạt, cần tiến hành cào đảo để hạ bớt nhiệt độ, vì khi nảy mầm khối hạt sẽ nóng lên.
Thời gian ủ khoảng 8-10 ngày.
Trong quá trình nảy mầm, hạt đại mạch sẽ tích tụ đựơc nhiều enzym mới, cũng như tăng
hoạt lực của một số enzym (như amylaza, proteaza, stitaza, maltaza ), đặc biệt amylaza. Các
enzym mới này là những nhân tố thực hiện chuyển hoá, các chất trong thành phần đại mạch
thành những nguyên liệu (acid amin tự do, các loại đường, các vitamin ) để nấm men sử dụng
để tạo thành sản phẩm bia.
Các quá trình sinh hoá xảy ra trong quá trình nảy mầm:
-Thuỷ phân một phần tinh bột thành đường đơn giản.
-Đường oligo-polysaccharide bị phân giải thành monoza và trisacchride.
-Proteaza phân giải một lượng nhỏ protid tạo thành pepton, peptid và các acid amin. Do vậy
khi nảy mầm đạm amin tăng 3-4lần.
-Lipaza thuỷ phân một phần lipid tạo thành acid béo và glycerin.
2.2.2.Kỹ thuật sấy malt:
Giai đoạn cuối cùng của quá trình malt hóa đại mạch là sấy malt tươi. Mục đích của quá
trình sấy malt tươi :
-Tách thật triệt để độ ẩm tự do trong malt.Bảo toàn được hoạt tính enzym.
-Thông qua các chế độ sấy malt khác nhau ta thu được những loại malt có yêu cầu khác nhau,
để đáp ứng cho việc sản xuất ra các loại bia có chất lượng khác nhau.
Quá trình sấy malt được thực hiện nhanh chóng trong 24 giờ và nhiệt độ ở giai đoạn cuối
không quá 85
o
C .
Trong thời gian sấy, malt tươi chịu tác động của một số quá trình vật lý, sinh lý , sinh hóa,
hóa học.Một số trong nhũng quá trình này là sự tiếp tục của nó từ sự ươm mầm, còn một số
khác là mới phát sinh do điều kiện mới được hình thành. Kết quả của những quá trình đó là làm
cho sản phẩm có hương vị đăc trưng mà chỉ malt mói có và cũng chỉ hình thành trong quá trình
sấy mà thôi .
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
10
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
Căn cứ vào các biến động lớn trong toàn bộ quá trình sấy malt, ta có thể chia làm 3 giai
đoạn:
• Giai đoạn sinh lý: nhiệt độ tăng dần đến 45
o
C , hàm ẩm hạ về khoảng 30%, hạt nảy chồi
và sinh trưởng nhanh, một số các enzym thủy phân cũng bắt đầu hoạt hóa trở lại.
• Giai đoạn sinh hóa: nhiệt đọ tăng dần từ 45-70
o
C , hàm ẩm còn 10%. Ở giai đoạn này, quá
trình sinh lý bắt đầu dừng lại, các enzym thủy phân hoạt đọng yếu lại.
• Giai đoạn hóa học: nhiệt độ tăng dần từ 75- 105
o
C, hàm ẩm giảm về tối thiểu.Các biến đổi
hóa học chủ yếu xảy ra ở giai đoạn này là : tạo thành các hợp chất gây màu, mùi thơm và vị đặc
trưng cho malt.
2.2.3-Thành phần hóa học của malt
Thành phần Tỷ lệ(%)
Tinh bột
Pentoza
Sacharosa
Đường khử
Chất khoáng
Lipid
Cellulose
Protid
Enzym và các vitamin
58
8
5
4
2.5
2,5
6
10
còn lại
2.4-Hệ enzym có trong malt:
Nhóm enzym thủy phân( Hydrolaza) bao gồm :
Carbonhydaza(nhóm enzym thủy phân các hợp chất glucid):
Diastaza(amylaza): thủy phân các glucid có mạch polyme tương đôi đơn giản như: Thủy
phân tinh bột thành đường + dextrin
α-amylaza: thủy phân tinh bột glucoza và dextrin. Ngoài ra còn có tác dụng làm giảm
độ nhớt của dịch cháo. T
o
opt
=70
o
C, pH=5,7.
2.5.Chỉ tiêu của malt:
2.5.1 Về mặt cảm quan:
- Màu sắc: có màu vàng óng như rơm.
- Mùi: có mùi thơm đặc trưng của malt.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
11
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
- Vị: có vị ngọt
- Độ cứng: malt phải xốp và khô
-Độ mịn: không được xay nhuyễn để tạo thành lớp vỏ trấu giúp lọc.
- Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm, rác hay các tạp chất khác.
- Hình dáng: hạt không bị sâu bệnh, mốc vỡ, khuyết tật, mọt nát,
2.5.2 Về thành phần:
- Độ hòa tan tính theo chất khô:80%
-Hàm lượng protein hòa tan: 4,3 %
- Hoạt lực: 300-320wk
- Độ ẩm:4-5%
- Kích thước:90% trên sàng 2,5 mm; 99% trên sàng 2,2mm
- Độ màu: 2,5-3 EBC
- Chỉ số Kolbach(số lượng hào tan protein):
Hàm lượng protein hòa tan* 100
Tổng protein
Khoảng 39-42 là tốt nhất
3. THẾ LIỆU:
3.1Mục đích:
Trong sản xuất bia, việc dùng thế liệu thay cho malt tuỳ thuộc vào điều kiện chủ quan và
khách quan, có thể nhằm:
• Hạ giá thành sản phẩm
• Cải thiện một vài tính chất của sản phẩm
• Tạo ra chủng loại bia có các mức độ phẩm cấp chất lượng khác nhau
• Theo đơn đặt hàng của người tiêu dùng
3.2Yêu cầu kỹ thuật của thế liệu:
• Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột) mà từ đó, dưới tác động của enzym trong
malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành các chất hoà tan. Vì vậy các loại ngũ cốc thường chọn
làm thế liệu trong sản xuất bia.
• Khi sử dụng thế liệu, chất lượng của thế liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bia
( mùi, vị, màu sắc). Vì vậy phải quan tâm đến thành phần hoá học thế liệu.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
12
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
3.3 Thế liệu được sử dụng:
Về khả năng thay thế Malt trong bia gạo là loại ngũ cốc được dùng nhiều hơn cả.
Thành phần hoá học trung bình của gạo tính theo % trọng lượng:
Thành phần Trọng lượng
W 12.6
Hợp chất 7,9
Chất béo 0,5
Glucid 77,8
Xenlulo của vỏ lụa 0,5
Tro 0,7
Gạo được coi là một thế liệu hàng đầu trong sản xuất bia, do hàm lượng glucid và protein
khá cao, khả năng chuyển hoá thành chất hoà tan tốt ( có thể đạt đến 90% chất khô)
Gạo là nguyên liệu thay thế một phần làm giảm giá thành sản phẩm mà chất lượng bia
không thua kém so với sử dụng toàn bộ malt đại mach. Khi sản xuất với gạo thay thế trên 30%
hoàn toàn có thể sản xuất được các loại bia có chất lượng hảo hạng để xuất khẩu.
3.4 Chỉ tiêu cảm quan:
o Hình thái: Trắng , nhẵn bóng, đều hạt, không lẫn sỏi đá, trấu, không mối mọt, không vón
cục.
o Tạp chất: tối đa 0.03%
o Thóc: tối đa khoảng 15hat/1kg gạo
o Tạp chất vô cơ:< 0.001%. Cám <0.01%
o Mức tấm: <30%
o Gạo gãy đôi:>2-3%
o Tẩm mẫu lọt qua lỗ sàng 1.5mm: <1%
o Mức trắng :<65%
Chỉ tiêu hoá học
Góp phần quyết định chất lượng sản phẩm, độ hoà tan, khối lượng ban đầu 75%
Chất có khối lượng hoà tan ban đầu: >86%
Độ ẩm: <13%
Không vận chuyển gạo với hoá chất khác.
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
13
Công nghệ thực phẩm đại cương Quy trình công nghệ sản xuất bia
4. NẤM MEN:
4.1 Đặc tính của nấm men:
Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Nhờ đặc tính
sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóa dịch đường thành rượu và sinh ra khí CO
2
là
thành phần chính của bia.
Nấm men được sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
Saccharomyces.
Hình dạng: hình elip, oval
Kích thước trung bình: dài 9-10 m, rộng 2-7 m
Sinh sản: bằng cách nảy chồi, phân cách hoặc bằng bào tử
Phân loại: gồm 2 loại
-Nấm men nổi: Saccharomyces cereviseae. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, nằm lơ
lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men 10-25
0
C. Khi quá trình lên men kết thúc, các tế
bào kết chùm, chuỗi tạo thành lớp dày nổi lên bề mặt cùng với bọt bia, làm cho khả năng tự
trong của bia rất chậm, khó kết lắng và khó lọc bia.
Saccharomyces carlbergensis Saccharomyces cereviseae
-Nấm men chìm: Saccharomyces carlbergensis. Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp,
nhiệt độ lên men 0-10
0
C. Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị. Dễ kết lắng và dễ tách lớp. Do đó
lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men.
Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đó
nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trung sản xuất bia.
4.2 Chất lượng của nấm men:
4.2.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men:
Tốc độ và mức độ lên men
Tốc độ và khả năng kết lắng
Hàm lượng sản phẩm bậc 2 tạo thành
Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật
Khả năng chống chịu khi bị tác động
Nhóm SVTH: Nhóm The Men
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét