Kỹ thuật sản xuất bia

KỸ THUẬT THỰC
PHẨM
Đề tài: kỹ thuật sản xuất các sp lên men

Bia
Người thực hiện: Tú xinh
đẹp ;)


1. Kỹ thuật sản xuất bia

a. Nguyên liệu
•

Malt đại mạch

-

Thành phần: nội nhũ ( tinh bột,protein,chất béo, VTM,khoáng …); hệ enzim ( amilaza, proteaza,
sitaza, esraza… là động lực phân cắt các hc pro và glu cao phân tử trong nội nhũ thành các phân tử nhỏ
như đường đơn, dextrin, aa, pepton..)

-

Vỏ trấu: chủ yếu xenlulose, là màng lọc dễ dàng; tuy nhiên có 1 số tp k mong muốn có thể hòa tan vào
dịch đường là hc đắng phenolphthalein…

-

Protein: tạo độ sánh, nguồn dd nấm men, nhưng làm khó lọc trong, gây đục bia.

-

Sự nảy mầm thành malt: để hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ enzim

-

Chỉ tiêu malt: màu vàng sáng, to tròn đều, độ ẩm <5%; pH( 5,5-6,5); polyphenol 5-8%.

-

NL thay thế: gạo( loại ngũ cốc chứa nhiều tinh bột, pro vừa, ít chất béo và xenlulozo, giảm giá thành,
thay thế đến 30%)
Chỉ tiêu gạo: trắng, đều, sạch, w<13%

Nguyên liệu thay thế:NL từ tinh bột 30% chứa nhiều tinh bột, pr vừa phải;
NL chứa đường từ 10-15%


• Hoa
 

houblon ( hoa cái)

-

Thành phần: nhựa đắng và tinh dầu( trong hạt lupulin), ngoài ra còn tanin, monosaccarit, pectin,
amino axit, protein, lipit & sáp, chất tro, xenlulozo,lignin..

-

Vai trò:

+ nhựa đắng( 15-21%) giúp tao vị đắng dịu đặc trưng, có hoạt tính sinh học cao tạo sức căng bề
mặt -> khả năng tạo, giữ bọt lâu; ngoài ra ức chế mạnh sự phát triển vsv.
+ tạo độ sánh, hương vị đặc trưng cho bia
+ ổn định các thành phần sinh học trong bia.
-

Dạng sử dụng:

+ hoa cánh: sấy khô, ép thành bánh, bảo quản lạnh ở 2, phải lọc tách bã.
+ dạng chế phẩm ( dễ vận chuyển và bảo quản) → sử dụng kết hợp 2 loại.
Hoa viên: sấy khô →nghiền bột → ép viên

hàm lượng chất đắng cao( giữ dc tannin)

Cao hoa: dung dung môi trích li nhựa đắng và tinh dầu thơm →làm bay hơi dung môi
mát tinh dầu trong qt bay hơi.

mất


• Nước
 
-

Nước chiếm 88- 90% trong bia → ảnh hưởng đến CNSX và chất lượng bia
Yêu cầu:Nước mềm.(, ảnh hưởng dịch đường

Chứa các chất khoáng: ion Fe, Ag, → xử lí nước

Lọc nước → trao đổi ion ( để loại bỏ các ion k cần thiết) → cải tạo nước ( gđ bổ sung chất) → cải tạo
thành phần sinh học( lượng vsv, loại vsv gây bệnh)
-

Tiêu chuẩn nước: chỉ số E.coli là 3; chuẩn E.coli là 300ml/con là tối đa.

•

Nấm men:

-

Lên men nổi: (18-22 vớt bọt → tạo nhiều sinh khối → LM được nhiều đường hơn

-

Lên men chìm( 4- 12 xả đáy → tạo ít sinh khối → LM tạo ít rượu

-

Yêu cầu: + tốc độ LM nhanh, sử dụng đường hiệu quả, tạo độ cồn cao

+ khả năng chịu cồn, các điều kiện nhiệt độ, oxi, pH,
+ khả năng kết bông và kết lắng tốt; ; + tạo hợp chất có hương vị đặc trưng
+ khả năng sống sót → tái sử dụng, tính di truyền ổn định cao ; + tạo hợp chất có hương vị đặc trưng


NL chứa
tinh bột

b. kỹ thuật sản xuất malt bia

malt
lót
t
l
Ma

Nghiền

 nghiền :

Nấu
enzi
• Bản chất: đập nhỏ thành nhiều mảnh→tạo điều kiện
tiếp xúc nước cho qt nấu, đường hóa, hòa tan các chất thu m
được nhiều dịch chiết.

Nghiền
Đường
hóa
Lọc dịch
đường

Nghiền vỏ tạo lớp màng lọc,k nghiền nhỏ,khó lọc và hòa tan chất đắng k cần thiết trog vỏ

Nấu hoa

Phương pháp:

Lọc dịch
đường

nghiền thô: đơn giản, nhưng vỏ malt vẫn bị nát
nghiền ướt: ngâm( phun hơi) → đỡ nát vụn vỏ

Lắng trong

nghiền ẩm: phun nước ít hơn


Nấu: NL thay thế ( gạo) cứng, sau khi nghiền mịn → nấu nhằm chuyển về dạng hòa
tan nhờ malt lót( men trong malt )

Bao gồm hồ hóa, dịch hóa và đun sôi.
•

•
•

Hồ hóa: trương nở tối đa, độ nhớt cao, dễ bị bén nồi nếu k
có malt lót → tạo đk thủy phân dễ dàng.

Bia hơi

Đóng box

Lên men
chính
Lên men

phụ
Lọc bia

Dịch hóa:enzim trong malt làm loãng cháo, giảm nhớt, tạo đk đun sôi phá vỡ tinh bột
Đun sôi: phá vỡ hoàn toàn tinh bột → làm tinh bột nhừ,
nát →
Bia chai

Làm lạnh

tạoThanh
đk đường
trùng

Đóng
hóa
nhanh
chai

Bão hòa
CO2


• Đường
 



•Mục
•Các

hóa

đích: thủy phân các hợp chất cao phân tử → hc thấp phân tử + chất chiết dịch đường

biến đổi:

- Đạm

Thủy
phân

hóa( biến đổi protein):protein → → aa+ pepton+ peptit →là nguồn thức ăn cho nấm men.
Hệ enzim amilaza, aminophotphataza

- Tinh
- Thủy

bột

chất hòa tan → dextin →mantose

phân các axit béo, hc photpho, keo tụ và kết lắng protein → loại bỏ các protein cao phân tử,

tránh làm đục bia sau này,phản ứng caramen tạo mùi thơm, tăng độ màu bia.
Yếu tố ảnh hưởng:
t.
E α-amilaza có
E β-amilaza có = 63
Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ đường hóa, nếu tăng quá giới hạn các enzim sẽ bị giảm hoạt lực →

qt đường hóa chậm hoặc ngừng hẳn.


•  Các phương pháp đường hóa:
-

đường hóa đun sôi toàn khối: (đường hóa ngâm chiết): nâng toàn khối malt lên các nhiệt độ khac nhau và
đường hóa nhờ enzyme
50-55: E proteaza hoạt động
60-65: E β– amylaza hoạt động tạo maltoza
70-75: E α– amylaza hoạt động.

-

đường hóa đun sôi từng phần: (phương pháp phân đoạn)

Trộn malt với nước →tách dịch đặc ra → đun sôi chuyển hóa 3 lần
→lần 1 chuyển phần này sang dịch loãng làm nâng nhiệt độ lên 50-55 → E proteaza hoạt động
→lần 2, tách dịch đặc →đun sôi → trộn dịch loãng nâng nhiệt lên 60-65 → E β–amilaza hđ
→lần 3, tách dịch đặc → đun sôi → trộn dịch loãng nâng nhiệt lên 70-75 → E α– amilaza hđ
Nếu với pp tách 2 lần thì sau lần 2 nâng nhiệt độ lên 70-75, k qua đun sôi pha loãng.
- ưu điểm: thu hồi chất chiết dịch đường cao, k bị mất mát trong trường hợp malt xấu
- nhược điểm: tốn thời gian, tốn nhiều năng lượng, làm hòa tan những chất k cần thiết trong vỏ malt gây
màu xấu.


• Phương
 

pháp đường hóa sử dụng NL thay thế

Chia malt lót làm 2 lần
Lần 1, 5%malt (so với gạo) + gạo → nâng dần nhiệt độ 75 trong 10’( dịch hóa) → nâng lên 85 để hồ hóa
Lần 2, cho 5% còn lại vào→ giảm nhiệt độ xuống 75 rồi nâng lên 100
Thay thế malt lót bằng termamyl(α amilaza) nâng lên nhiệt độ tối ưu 90-95
1 phần nồi cháo+ nồi malt → nâng nhiệt độ 50-55
1 phần nồi cháo còn lạị + nồi malt → nâng nhiệt lên 60-65
Nâng lên 70-75 sang giai đoạn lọc.



-

-

lọc dịch đường

mục đích: tách phần lỏng( nước+ các chất thấp phân tử trích li được(dịch đường)) và phần pha rắn( các
cấu tử không hòa tan của bột
nghiền( bã malt)), tiếp tục đường hóa giai đoạn 2 nhằm thu hồi tiếp chất tan trong pha rắn.
Tiến hành:

+ bước 1: lọc dịch đường: ép để tách dịch cốt ra khỏi bã malt
+ bước 2: rửa bã để triết( trích li) chất hòa tan bám lại trong bã.
-

thiết bị:

•+lọc

khung bản: tác dụng cơ học; lọc bã bằng vải lọc giữa khung và bản

Ưu: thiết bị gọn nhẹ, lọc nhanh, năng suất cao, k phụ thuộc NL mịn hay không
Nhược : tiếp xúc với không khí  dễ bị đắng; mang tính chất thủ công và phải thay thế vải lọc
thường xuyên


+ thùng lọc( sử dụng khí nén dịch): đáy trên dạng lưới lọc, đáy dưới chứa dịch lỏng. Bơm nước nóng
vào mặt sàn rồi nâng nhiệt, đuổi khí bơm dịch đường vào cho đến hết, nước nóng nằm trên bề mặt
dịch đường  k bị tiếp xúc với không khí cánh khuấy dàn đều bã để yên dịch trong 30 phút để lắng ,
tạo ra màng lọc. Sau đó bơm dịch về lọc lại cho đến khi dịch lọc trong nấu hoa.
Rửa bã: 3 lần( nhiều quá sẽ làm mất chất đắng) nước cấp trên và dưới  tạo độ xốp cho bã. Nhiệt độ
nước rửa tăng dần từ 76-77 , 77-78 , 78-79;  1 số tinh bột sót lại sẽ bị hồ hóa mà k dc dịch hóa
gây đục bia. Nhiệt độ quá cao sẽ làm một số thành phần protein keo tụ gây khó lọc.gây đục bia.
Ưu: năng suất lớn, khả năng tự động hóa, …




Nấu hoa houblon

• Mục

đích:

-

Tách chất đắng, polyphenol, các chất chứa nito, tinh dầu thơm hương vị bia

-

Tạo kết tủa polyphenol với protein  tăng độ bền keo của bia sau này, ổn định các thành phần sinh học của bia; làm
bay hơi những hợp chất không mong muốn.

-

Có hoạt tính sinh học tạo bọt và giữ bọt cho bia

-

Phản ứng melanoidin, caramen  tạo màu

-

Gia tăng nồng độ đường, độ axitthanh trùng nước nha( tiêu diệt vsv) và thủy phân tinh bột còn sót lại.

•

Kỹ thuật nấu hoa

-

Quá trình đun sôi mãnh liệt chiết được hết chất đắng vào dịch đường, quá trình kết tủa diễn ra mãnh liệt

-

Giữ thời gian đủ giữ các tinh dầu không dễ dàng bay đi, chiết được tât cả các chất có trong hoa.

-

Cho hoa vào nhiều lần , lần 1,2 để chiết chất đắng, lần cuối cùng để giữ hương thơm trong hoa vì polypphenol có
trong hoa hoạt tính mạnh sẽ tạo phức keo tụ với protein phải loại bỏ được polyphenol trong malt gây vị đắng chat k
mong muốn.



• Cho
 

hoa 3 lần

-

lần 1: sau khi đun sôi dịch đường 10-15’, cho cao hoa vào. Vì để ban đầu loại bỏ polyphenol trong malt gây vị
đắng khó chịu. Đun sôi trong 30-45’

-

Lần 2: cho ½ lượng hoa viên

-

Lần 3: trước khi kết thúc 15’ cho hết ½ hoa viên còn lại.

Thời gian đun sôi là 60’
Lắng

trong

•

Mục đích: tách các loại cặn: cặn do protein đông tụ, các hc polyphenol, hợp chất đắng k tan, cặn từ dịch chiết
đường.

•

Đưa nhiệt độ dịch đường từ 100-90 ( kết tủa nóng)

•

Thiết bị: lắng xoáy ly tâm, cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy thùng.

Làm
•

lạnh nhanh:

Mục đích: đưa dịch đường từ 90

Trong qt nấu hoa, hầu hết lượng oxi mất mát ra ngoài sục oxi vào trong qt hạ nhiệt độ để đáp ứng yêu về sinh
khối nấm men.


•
Các
  bước làm lạnh nhanh:
-

giảm nhiệt độ dịch đường từ 90- (60-70)

-

Giảm nhiệt độ dịch đường xuống nhiệt độ lên men( 15-16

•

Thiết bị: làm lạnh tấm bản với tác nhân là cồn hoặc glycol ở 2

Lên

men chính

•

Mục đích:

-

Tạo ra thành phần rượu etylic, , các chất tạo hương vị

-

Ngoài ra còn tạo một số sản phẩm phụ, một số thành phần k mong muốn như rượu bậc cao…

Tiến hành:
-

Chủng lên men chìm: saccharomyces carlsbergensis

-

Lên men ở 15-16

-

Trong qt lên men, xu hướng tăng nhiệt độ rất mạnh nên phải tiến hành làm lạnh cục bộ để lên men hạ về nhiệt
độ lên men ban đầu.


 Lên
•

men phụ và tang trữ bia

• Mục

đích:

-

Lên men tiếp lượng đường còn lại. Quá trình quan trọng để ổn định các thành phần chất lượng của bia, làm
chin bia.

-

Khử rượu bậc cao, aldehid đết mức độ cho phép làm thơm bia hơn

-

Nhiệt độ và áp suất thấp  làm bền bọt, mịn và lâu tan hơn

•

Điều kiện: 0-2

•

Phân biệt lên men cổ điển và lên men gia tốc

-

LM cổ điển: chia thiết bị LM chính- phụ thành 2 thiết bị khác nhau, ở 2 phòng LM.

LM chính ở nhiệt độ thấp hơn ( 6-8
-

LM gia tốc( hình trụ đáy côn): Làm lạnh trực tiếp trong thùng lên men, LM chính- phụ chung 1 thùng.

LM chinh ở (5-7) trong 10-14 ngày; LM phụ ở (0-2) trong 15-20 ngày.
- Thiết bị lên men gia tốc đáy hình côn H= 1,54 D  có khoang lạnh phía dưới, tăng chiều cao H tăng diện
tích tiếp xúc LM nhanh, nấm men kết lắng ở đáy có thể tách dễ dàng tạo độ trong.


• Khoang
lạnh: vai trò hạ nhiệt độ; có nhiều khoang lạnh nhỏ xung quanh thành thiết bị nhằm điều tiết nhiệt độ
 

ở các phần khác nhau của thiết bị.

Nấm men có chiều hướng đi xuống, nhờ tác nhân đối lưu nhiệt qt tiếp xúc dịch đường tăng, CO2 tiếp xúc bề

mặt, thoát ra ngoài thì nám men lại đi xuống.
Nguồn
-

nấm men:

Nuôi cấy nấm men thuần khiết:

+ nuối cấy nấm men trong PTN: nhân giống đến thiết bị nhân giống lớn theo cấp số nhân( tăng dần thể tích
10 1001000…ml) cho đến khi đủ lượng men giống cần dung trong điều kiện vô trùng, tạo điều kiện tốt cho
nấm men phát triển đặc biệt oxi và nhiệt độ. thời gian dài
+ nấm men tái sản xuất: từ mẻ trước, sau khi LM chính sẽ tách tb nấm men , thu hồi lớp 2( trong 3 lớp) (bỏ
phía trên là nấm men chết, phía dưới là cặn
 rửa ( 5
Quá
Vệ

trình LM phụ dừng lại khi nồng độ đường đạt 2,2-2,5%

sinh thiết bị: bằng hóa chất: xút 2% rửa tạp chất hữu cơ dội sạch xút cho axit rửa tạp chất vô cơ sát
trùng để diệt vsv còn lại .( LM bia ở nhiệt độ thấp nên k dung hơi để sát trùng như rượu.


Lọc

bia

•

Mục đích: lọc cặn lạnh trong quá trình LM bia, xác tb nấm men và các cặn khác.

•

Yêu cầu: sản phẩm có độ trong, sóng sánh của sản phẩm

•

Thiết bị: lọc khung bản, chắn bằng giấy lọc, bộ trợ lọc tạo độ xốp cho cặn còn dịch bia vẫn đi được qua
màng lọc

Bão

hòa CO2: tăng lượng CO2 bão hòa trong bia sp đạt yêu cầu

Thanh

trùng bia: nhằm tiêu diệt vsv kéo dài thời gian bảo quản