Bài giảng Công nghệ sản xuất đồ uống: Chương 3 - ThS. Nguyễn Ngọc Thuần

Ệ Ả

Ấ

ƯƠ

NG 3: CÔNG NGH  S N XU T

ể ị

CH BIA 3.1 KHÁI NI MỆ ử 3.1.1 L ch s  phát tri n

ộ ố ủ ấ 3.1.2 M t s  tính ch t chung c a bia

 3.2 NGUYÊN LI U S N XU T BIA Ệ

Ả Ấ

3.2.1 Ngũ c cố

3.2.2 Hoa houblon

3.2.3 N cướ

ấ 3.2.4 N m men

 3.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

ụ ấ 3.2.5 Ch t ph  gia

ệ ẩ ị 3.3.1 Chu n b  nguyên li u

ƯƠ

Ệ NG 3: CÔNG NGH

ậ ấ ướ

ỹ ọ

ử

CH Ả Ấ S N XU T BIA (tt) 3.3.2 K  thu t n u 3.3.3 L c n

c mout­r a

bã

ớ

3.3.4 Đun sôi v i hoa

houblon

ắ

ạ

3.3.5 L ng trong – làm l nh

ấ

ị

3.3.6 Lên men d ch n u

ồ

3.3.7 Thu h i khí carbonic

ọ

3.3.8 L c bia

ế

3.3.9 Chi c bia

ẩ

ấ

3.3.10 Tiêu chu n ch t

ượ

ẩ

l

ng bia thành ph m

ộ

N i dung

3.1 Khái ni mệ

ể ị ử 3.1.1 L ch s  phát tri n.

ộ ố ủ ấ 3.1.2 M t s  tính ch t chung c a bia:

ế ướ ượ c chi m 80%. Bia có hàm l ng

ồ ả

ư ứ ấ

ấ ắ Trong bia, n c n kho ng 3­6%; CO2  : 0,45%. Ngoài ra  trong bia còn ch a các ch t khác nh :  ấ hydratcarbon, khoáng, polyphenol, ch t màu,  ch t đ ng, iso­humylon, glycerin…

ượ ươ ng đ

ươ ng 500­600  ậ ả

ượ ỏ ọ ng t 1 lít bia có năng l kcal (kho ng 100g bánh mì), vì v y bia còn  đ c g i là ‘ bánh mì l ng’.

ả ậ ộ ạ ộ ố ơ ặ ọ CO2 có trong bia có kh  năng kích thích tiêu  ể c ti u  hóa. Bia còn giúp b  ph n bài ti thanh l c c n bã ho t đ ng t ế ướ t n t h n.

ễ Lupulin trong bia và hoa hublon có tính an th n, ầ ủ d  ng .

ố ế

ế ạ

ơ ể ẽ ề ế Tuy nhiên n u u ng nhi u s  khi n cho c  th   ả ẫ ả không đ  kh  năng hóa gi i d n đ n h i gan,  ệ ầ ổ t n th ủ ươ ng h  th n kinh.

ấ

ả

ệ 3.2 Nguyên li u s n xu t bia

 Malt đ i m ch. ạ

 Hoa houblon.

 N c.ướ

ạ

 N m men.

ấ

 Các ch t ph  gia. ấ

ụ

ế ớ ứ ả ấ Công th c s n xu t bia trên th  gi i:

Ạ ƯỚ Ấ BIA=MALT Đ I Ạ M CH+HOUBLON+N C+N M MEN

3.2.1 Ngũ c cố

ủ ế ạ ạ Ch  y u là đ i m ch.

ạ ượ c chia làm 2 nhóm: mùa đông và

ạ Đ i m ch: đ mùa xuân.

 Đ i m ch 2 hàng: dùng trong s n xu t bia.

ạ ạ ả ấ

 Đ i m ch 4 hàng: m t s  ch ng đ

ủ ượ c dùng

ạ ả ạ ấ ặ ệ s n xu t bia đ c bi ộ ố t.

 Đ i m ch 6 hàng: đa s  đ

ố ượ ạ ạ ứ c dùng làm th c

ăn gia súc, gia c m.ầ

ấ ạ

ạ ạ

ạ

C u t o h t đ i m ch

 H  enzyme trong đ i m ch n y m m (malt).

ệ ạ ầ ạ ả

 Hydrolase (th y phân).

ủ

ủ ồ Carbohydrase (th y phân glucid): bao g m.

ộ ạ

ườ ủ diastase: th y phân tinh b t t o ra  ng+dextrin. đ

α ủ ộ

­amylase: th y phân tinh b t thành  dextrin+glucose. T0opt  =700C, pH=5,7.

β ủ ộ

­amylase:th y phân tinh b t thành  maltose+dextrin. T0opt  =630C, pH=4,7

sitase:

ủ sitoclactase, sitolitase: th y phân

ủ ế ụ hemicellulose thành pentose+hexose, có tác  d ng phá h y t bào.

ủ hexoxidase: th y phân oligosaccharid thành

monosaccharid.

protease:

­ proteinase: th y phân protein thành

ủ polypeptid (T0opt  =500C, pH=4,6­5).

­ peptidase: th y phân polypeptid thành

ủ acidamin (T0opt  =50­520C , pH=7,5).

ữ ủ ơ ­ amidase: th y phân aa thành acid h u c

+ NH3



ế ắ Esterase: c t liên k t ester.

ữ ượ ế ắ lipase: c t liên k t gi a r u và acid béo.

 Amilophotphatase: c t liên k t acid

ắ

ế phosphoric trong amilopectin.

 Fitase: c t liên k t gi a H3PO4  và inozit.

ữ ế ắ

Decmolase:

ứ ả

Là enzyme có kh  năng tham gia p  oxi hóa  kh .ử

ủ ự ể

ế ị ở ạ ủ ạ Quy t đ nh tính ho t hóa và s  phát tri n c a  ầ phôi giai đo n c a m m.

 Nguyên li u thay th . ế ệ

ử ụ ụ M c đích s  d ng:

 Gi m giá thành s n xu t.

ả ả ấ

 C i thi n mùi v  c a bia.

ị ủ ệ ả

 B o qu n bia đ ả

ả ượ ơ c lâu h n.

ế ở ườ các nhà máy hi n nay ng i ta dùng

ệ ế ầ ạ H u h t,  ệ g o là nguyên li u thay th  chính.

 Hoa houblon

ử ụ ụ M c đích s  d ng:

 T o mùi v  đ c tr ng c a bia.

ị ặ ư ủ ạ

ư ử ụ ả

 S  d ng nh  ch t b o qu n cho bia (làm  ấ ả ữ ọ ả tăng tính  n đ nh, kh  năng t o b t, gi và có tính sát trùng. . .).

ạ ọ ổ ị b t

 Thành ph n c u t o c a hoa houblon

ấ ạ ủ ầ

ủ

ủ ầ

ư

ế

ườ

ế

ơ

Ẩ

ứ  Theo nghiên c u c a Steven  năm 1967 thành ph n c a  Houblon nh  sau:  Resin chi m 15%  Protein chi m 15% ế  Đ ng đ n chi m 2% ơ  Polyphenol chi m 4%ế  Pectin chi m 2%ế  Tinh d u d  bay h i 0,5% ễ ầ  Tro chi m 8%ế  m chi m 10% ế

ế

 Cellulose chi m 43%

 N c:ướ

ể

c là n ọ

ướ ướ ồ ạ ướ

ề ặ ồ ạ ỏ ướ ả ấ ở  trong bi n  ọ ướ c ng t.  ượ c t n t c b  m t t n t ở c đó    ng n ặ i m t  i d i trong các ao

ạ ấ ồ ề ặ 97% trên b  m t qu  đ t  ượ ướ ng n 3% l ố ướ ổ Trong t ng s  n c ng t thì 75% l tr ng thái đóng băng 22% n ầ ộ đ t. M t ph n nh  n ố h  sông su i

ẩ

ị ể

ả

ườ

c m t đ n v  th  tích s n ph m th

 Đ  t o ra đ ể ạ

ng 1:

6 (1 l beer c n 6 l n

c).

ượ ầ ộ ả

ứ ả

ướ ầ ượ

ầ

ướ

ộ ơ ướ  Beer là m t s n ph m ch a trên 90% n ẩ  Ngoài ra trong quá trình n y m n c n l

c ng n

c 30­ 40

ộ

ắ

ả

 L p đ t m t nhà máy s n xu t beer chúng ta ph i quan

ấ Hl/ 1 t n malt  ặ ế

ồ

ấ ượ

ướ

tâm đ n ngu n n

ả ố ượ c (s  l

ấ ng và ch t l

ng).

Quy trình công nghệ

ạ ồ G m các công đo n sau:

 Công đo n chu n b  nguyên li u. ẩ

ệ ạ ị

 Công đo n n u nh m bi n đ i malt, g o đ a

ư ạ ấ

ị ạ vào thành d ch đ ằ ổ ế ườ ng lên men.

 Công đo n lên men và l c bia: là quá trình

ạ ọ

ế ườ ấ ng lên men thông qua n m men

ọ ị bi n d ch đ Saccharomyces carlbergensis thành sp bia  ồ r i đem l c.

 Công đo n thành ph m: th c hi n t ệ ạ ế

ạ ự ẩ

i phân  ấ t và xu t

ưở ưở ng bia chai, bia lon sau khi chi ng. x x

 Chu n b  nguyên li u:

ệ ẩ ị

ạ Làm s ch và đánh bóng malt.

 Malt đ  trong kho có b i s n bám vào. Trong

ể

ậ ậ ụ ẵ ạ ể quá trình v n chuy n có h t gãy; d p. . .

ề ế ị

ườ

 Thi ạ ộ

t b  làm s ch và đánh bóng malt có nhi u  ng có sàng rung, ch i quét,  ạ ổ ạ  tính hút kim lo i, qu t gió (2

ạ d ng. Thông th ậ ừ b  ph n t sàng).

ậ ấ

ỹ

K  thu t n u

ủ ụ ấ M c đích c a quá trình n u bia.

ủ ầ

ấ

 Chuy n hóa các thành ph n chính c a malt  ướ và g o thành nh ng ch t hòa tan trong n c  và lo i b  các ch t không hòa tan ra ngoài.

ể ạ ạ ỏ ữ ấ

ấ ả Các quá trình x y ra khi n u bia:

 S  bi n đ i hóa h c trong quá trình n u: ọ

ự ế ấ ổ

ự ắ ộ s  phân c t tinh b t thành dextrin

 Quá trình đ

 S  h  hóa: ự ồ

ườ ạ ng hóa: chia làm 3 giai đo n.

ộ ủ

ộ t đ  h  hóa ph  thu c vào tinh b t c a  ạ ệ ộ ồ ỡ nhi ạ ạ ụ ỏ ủ ộ lo i h t và c  to nh  c a h t tinh b t.

ộ ủ ị ồ ở ệ ộ ạ tinh b t c a g o b  h  hóa nhi t đ  80­

850C.

ộ ắ ầ ồ

ồ ộ nhi ở nhi ệ ộ t đ   ệ ộ t đ

ở tinh b t lúa mì b t đ u h  hóa  60­850C; tinh b t khoai tây h  hóa  55­600C.

 S  d ch hóa:

ự ị

ủ ự ộ là s  tác đ ng c a enzym.

t đ  enzym ho t đ ng 65­700C, pH =4,6 nhi

ệ ộ ờ ạ ộ t đ  800C trong th i gian ệ ở t nhi

ệ ộ ị ủ và b  h y di ng n.ắ

 S  đ

ự ườ ng hóa:

ự ế ổ ủ ị là s  bi n đ i c a tinh b t đã d ch hóa

ộ ỉ ả ự ườ ượ c khi  ả ng hóa x y ra

ị ộ ướ thành dextrin và maltose, ch  x y ra đ cháo đã d ch hóa xong. S  đ ủ i tác đ ng c a 2 enzyme. d

α ạ ­amylase t o thành dextrin (to opt 70­

750C;pH=5.8).

β ạ ­amylase t o thành maltose (to opt 60­

650C;pH=5.4).

 Ch t đ m: ấ ạ

ạ ề

ọ có nhi u lo i enzyme đ m hóa trong malt là  t đ  43­500C g i là

ệ ộ ạ ạ ệ ộ protease và peptidase. Nhi t đ  đ m hóa, pepton hóa. nhi

 Đ  acide:

ộ

ủ ơ pH thích nghi c a đa s  enzyme th p h n

ườ ủ ng c a n

ố ướ ạ ấ ấ c mout (5,8). pH=5.2  ự i nh t cho đ m hóa và s  hòa tan

acid thông th ậ ợ là pH thu n l các phosphat.

 Bi n đ i hóa lý: ổ

ế

ự ủ ắ S  t a l ng protein: khi nhi t đ  tăng, các

ệ ẽ ị ế ủ ị ệ ộ t s  b  k t t a. protein kém ch u nhi

ự ạ ộ

S  t o thành các melanoide: do aa tác đ ng  ệ ộ ấ ườ ạ ạ t đ  cao t o thành. i nhi ng t các ch t đ

 Các bi n đ i khác:

ế ổ

ơ ế ủ ề ớ Khi n u phosphat vô c  k t t a nhi u v i Ca

ấ ủ ớ ướ v i Mg c a n c và malt.

ỉ ệ ủ c a

Ch t khoáng cũng hòa tan theo t  l ấ ấ ch t hòa tan.

ư Keo (colloide) nh  pectine và hemicellulose

ề đ u hòa tan khi đun sôi.

Màu có tăng lên khi oxi hóa thành

phlobaphene.

ỏ Rosine đ ng trong v  cũng hòa tan ít và có

ể ị ắ ị th  cho ra v  khó ch u.

ắ Tanin và resine đ ng làm tăng màu khi pH

càng cao.

quá trình n uấ

 ph

ươ ng pháp ngâm:

 ph

ươ ng pháp đun sôi:

 gi n đ  n u bia:

ồ ấ ả

ớ

đun sôi v i hoa houblon

ụ M c đích:

ấ ắ ấ ấ ơ

ị ­ Hòa tan các ch t đ ng, ch t th m, ch t chát  ạ t o mùi v , màu cho bia.

ạ ự ữ ệ

ủ ớ ử ề ề ­ T o đi u ki n cho s  hình thành t a gi a các  protein cao phân t ữ  kém b n v ng v i tanin.

ứ ạ ­ T o p  melanoide.

ệ ọ ­ Tiêu di t các enzym xúc tác sinh h c.

ử ở ị ­ Kh  trùng d ch lên men 1000C.

ầ ơ ướ ủ ị c c a d ch lên

ộ ­ Làm bay m t ph n h i n men.

ấ ạ ộ ­ Gia tăng đ  màu, acid, t o thành các ch t

ộ ề ử ả ả ọ ộ ớ kh , gi m đ  nh t, tăng đ  b n sinh h c, kh

ạ ọ ữ ọ năng t o b t và gi b t.

 Ti n trình:

 Quá trình hóa lý:

ế

 Hi u su t trích ly: ấ

ệ

 Ki m tra ch t l

ấ ượ ể ẩ ng bán thành ph m:

 L ng trong­làm l nh:

ắ ạ

ấ

ị

Lên men d ch n u:

 Trong s n xu t bia, quá trình lên men x y ra

ả ấ

ả qua 2 giai đo n:ạ

­ Lên men chính.

­ Lên men ph .ụ

 N m men bia:

ấ

ượ ử ụ ấ ấ ả ­ L ng n m men s  d ng trong s n xu t

bia:

10.106 tb/cm3 thì diaxetyl:0,45mg/l.

ẩ ả

ậ 20.106 tb/cm3 thì diaxetyl:0,32mg/l, s n ph m  b c 2 ít.

ế ề ơ

ệ ả max 70.106 tb/cm3 (nhi u h n không có k t  qu  rõ r t).

ự ấ ổ ­ S  trao đ i ch t.

ạ ấ ủ ­ Ch ng lo i n m men.

ự ủ ể ấ ­ S  phát tri n c a n m men bia.

ấ ố ­ Nhân gi ng n m men bia.

ự ạ ượ ậ ­ S  t o thành r u b c cao.

ế ổ ­ Các bi n đ i trong quá trình lên men.

 Lên men chính:

ệ ộ ­ Nhi t đ  lên men 6­80C trong 7­12 ngày

(bia vàng) và 12­18 ngày (bia đen).

ụ M c đích

ộ ố ả ầ ỹ

Quá trình lên men chính là quá trình chuy n ể ử ấ ng và các dextrin có phân t  th p  ẩ u etylic, CO2 và m t s  s n ph m  ậ ạ ấ ượ ng thành ph m. ấ ườ các ch t đ ượ thành r ụ ph  khác t o thành bia theo yêu c u k  thu t  ẩ và ch t l

ơ ở ế C  s  lý thuy t.

ổ ả ế Các bi n đ i x y ra trong quá trình lên men.

 Lên men ph  và tàng tr  bia: ụ

ữ

ụ M c đích:

ế ụ ạ ầ ấ ­ Ti p t c lên men ph n ch t khô còn l

i sau  khi lên men chính, làm tăng mùi cho bia và b o ả hòa CO2 .

ấ ượ ổ ị ­ Làm  n đ nh ch t l ng bia.

ư ề

­ Đ a bia non v  nhi ằ ế ự ạ ệ ộ ấ ừ t đ  th p t ậ 0­20C  ạ ủ nh m h n ch  s  xâm nh p, phá ho i c a vsv.

ề ộ ­ Thu v  m t lo i n

ị ễ ạ ướ ươ c u ng bão hòa CO2 ,  ơ ị v  d  ch u và có h ố ng th m.

ổ ả ế Các bi n đ i x y ra trong quá trình lên men

ph :ụ

ố ụ ở ệ nhi t

­ Trong su t quá trình lên men ph   ẽ ầ ộ ấ ầ ả đ  th p diacetyl s  d n d n gi m đi.

ố

ẩ

ử ạ ệ ế

ổ ọ ­ Trong su t quá trình n i b t, CO2 góp  ả ầ ế ph n đ y O2 ra làm gi m th  oxy hóa kh : h n  ể ế ch  các vsv hi u khí phát tri n, thành hi n  ấ ượ ả ượ t ng oxy hóa làm gi m ch t l ng bia.

ị ­ Quá trình " chín bia" khi mùi v  bã hèm bia

ị ấ

ấ

ị ắ ươ ạ ụ ự ọ ẽ ế ấ ế bi n m t, v  ng t s  bi n m t khi đã lên men  ắ ẽ ầ ế ượ ng ch t khô còn l h t l i. V  đ ng g t s  d n  ỗ ữ ấ ế ầ ng h  gi a các  d n m t h t do s  tác d ng t

ứ ấ protein và tanin hình thành nên các ph c ch t,

ẽ ế ế ủ ấ ị k t t a. V  cay tê s  bi n m t.

 Yêu c u k  thu t sau khi lên men ph : ụ

ầ ậ ỹ

ắ ố ­ Màu s c vàng trong su t.

ộ ­ Đ  trong.

ộ ọ ắ ộ ề ị ố ­ Đ  b t tr ng,m n, x p, dày và có đ  b n

b t.ọ

ư ủ ặ ­ Mùi v : có mùi th m đ c tr ng c a hoa

ạ ạ ơ ị houblon và đ i m ch.

 Ti n trình lên men ph . ụ

ế

 X  lý m t s  s  c . ộ ố ự ố

ử

ồ Thu h i CO2

 Các giai đo n chính c a vi c thu h i CO2:

ủ ệ ạ ồ

ậ ừ ồ ­ T p trung khí CO2 t các b n lên men.

ử ạ ­ Nén làm s ch, kh  trùng.

­ Hóa l ng.ỏ

 Qui trình thu h i CO2

 Qui trình nén n p CO2 vào chai. ạ

ồ

ọ

L c bia

 M c đích:

ụ

ầ ộ

­ Làm bia có đ  trong sáng đúng yêu c u  ấ ượ ng. ch t l

ộ ề ữ ổ ị ­ Làm  n đ nh, gia tăng đ  b n v ng sinh

ọ hóa h c cho bia.

ạ ỏ ầ ể ả ấ ọ ế ­ L c lo i b  h u h t các vsv k  c  n m

men.

 Nguyên lý:

ợ ỗ ầ ủ

ủ ổ

ớ ệ ộ

ụ ậ

ị ẽ ườ ế ị ắ ẫ ỏ ế ủ ằ ọ

ệ ủ ộ ợ ọ ấ Bia là h n h p và thành ph n c a nó là ch t  ệ keo hòa tan, do tính không  n đ nh c a h  keo  ế ủ thì s m mu n các h  keo này s  gây k t t a  ạ ả i ta ph i lo i  gây v n đ c cho bia. Vì v y ng t b  l ng l c ly  b  k t t a c a h  keo b ng thi tâm hay có b t tr  l c.

 Yêu c u bia sau khi l c.

 Qui trình l c.ọ

ầ ọ

ế

chi

t bia

ụ M c đích:

ậ ế

ớ ẫ ả

ể ề ấ ượ ả ng l n mà v n đ m b o ch t l ỉ ủ ư

ơ ớ ố ễ D  dàng v n chuy n bia đ n nhi u n i v i s   ươ ượ ng, h l ng  ả ị ặ v  đ c tr ng c a bia và các ch  tiêu c m quan  vi sinh khác.

Nguyên t c:ắ

 Bia đ

ượ ệ ố

ế t trong h  th ng kín theo  ẳ c chi ắ nguyên t c đ ng áp.

 Bia đ

ể ạ ứ ệ ố c ch a trong h  th ng kín, đ  h n

ư ụ ượ ế ự ế ứ ữ ch  s  ti p xúc gi a bia và không khí, tránh  ử các p  oxy hóa kh  làm đ c và h  bia.

ượ ẳ

ề ệ c ch a trong đi u ki n đ ng áp CO2 ,  ượ ạ c l ẽ ị i bia s  b  xao

 Bia đ ế ộ ạ ổ

ệ ọ

ư ở

ấ ị ứ ề n u trong đi u ki n ng ề tr n t o nhi u b t tràn ra ngoài gây lãng phí.  ạ T n th t CO2 gây tr  ng i cho bia đ a vào  ứ đúng đ nh m c trong chai.