Chương 3: Đồ uống - Nhóm 5

Chia sẻ: Niệm Từ Từ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

64
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là bài tiểu luận về lĩnh vực chế biến đồ uống, cụ thể là bia. Với bài tiểu luận này, các bạn sẽ hiểu rõ hơn về quá trình trình chế biến bia. Bia được lên men như thế nào? Phải sử dụng thiết bị gì trong quá trình chế biến bia?.... Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 3: Đồ uống - Nhóm 5

Danh sách thành viên và phân công nhiệm vụ nhóm 5 1. Trần Thị Kim Chi 14L1031025: Các yếu tố ảnh hưởng 2. Lê Văn Lộc 14L1031177 : Mở đầu 3. Nguyễn Thị Khánh Ly 14L1031188: Nấm men bia 4. Võ Thị Như 14L1031247: Lên men cổ điển( lên men nổi) 5. Trần Thị Thảo 14L1031320: Lên men hiện đại 6. Trần Thị Ái Trinh 14L1031376: Lên men cổ điển( lên men chìm) 7. Hồ Thị Niệm Từ 14L0131397: Lên men phụ 1
MỞ ĐẦU Ngày nay với tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghiệp thực phẩm đã và đang đóng vai trò trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống. Bia – nói tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men. Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia có chứa một hệ enzyme khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzyme kích thích tiêu hóa amylaza Được sản xuất từ nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao( 45 g/l) giúp con người giải khát một cách triệt để khi ta uống. Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới có ưu điểm là thị trường giải khát lớn. Mặt khác, các nhà sản xuất bia lon xuất khẩu không nhiều. Do chính sách mở cửa của nhà nước các thương hiệu bia lon ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam tạo ra sức cạnh tranh lớn. Vì vậy, nước ta cần tạo ra một loại bia có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất khẩu. Để tạo ra loại bia đạt chất lượng thu hút sự quan tâm của nhiều người thì quá trình lên men bia là một trong những nhân tố quan trọng. Chất lượng của bia được xem như là kết quả từ các quá trình hoạt động của nêm men. Vì thế, để có được bia chất lượng đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng thì đây cũng là vấn đề của nhiều nhà sản xuất kinh daoanh cũng như những người học công nghệ. Sau đây là phần tìm hiểu thông tin chi tiết về quá trình lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia lon. Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránh khỏi được những sai xót. Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của Cô để có thể hoàn thiện bài tiểu luận này. 2
3.1. Nấm men bia  Nấm men bia là một loại vi sinh vật đơn bào  Kích thước trung bình 69 ym  Nấm men sinh sản dưới hình thức nảy chồi và phân cắt ( vô tính)  Trong sản xuất thường dùng hai loại nấm men: Saccharomyces cerevisiae hansen và Saccharomuces carbergensis hansen.  Saccharommyses cerevisiae Hansen có khả năng lên men nổi, hoạt động từ 0o c đến 8 10o c hay cao hơn trên bề mặt dịch lên men và chỉ lên men được 1/3 dịch đường Rafinose.  Saccharomuces carbergensis hansen có khả năng lên men chìm, hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, không quá 10o c và ở đáy, trong dịch lên men. Nó có khả năng tiêu thụ hoàn toàn đường Rafinose.  Ngoài chủng S.carlbergensis H., hiện nay, chủng S,uvarum đang được dùng cho lên men chìm trong sản xuất bia( loại lager và bia có chất lượng cao)  Nấm men bia được sủ dụng từ men giống thuần chủng( dưới đạng men khô, men đang giữ giống dạng thạch nghiêng …) cần phải qua hệ thống nhân giống trung gian trước khi đưa vào sản xuất. Trường hợp tái sử dụng lại từ nấm men sau khi đã lên men mẻ trước thì cần được qua xử lý làm sachl  Yêu cầu: Nấm men phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và 1 đời như vậy có thể dùng được 510 chu kỳ lên men Việc nhân giống phải tạo điều kiện về nhiệt độ, pH và môi trường gần giống như sản xuất. Số lượng nấm men giống ít nhất phải đạt được 810.106 tế bào/cm3 ( 1g W= 8085%/1 lít)  Xử lý nấm men cho chu kỳ lên men sau: Lấy lớp giữa của nấm men lắng trong thùng thu hồi, dùng rây để tách cặn lắng. Hòa tan bằng nước lạnh (120c) sục tù dưới lên và cho chảy tràn ( nước rửa trong thì thôi), thời gian 12 ngày 3
Dùng H2SO4 1% với lượng bằng ½ trọng lượng nấm men và ngâm trong 40 phút. Sau đó, dùng NaOH 1,8% trung hòa ( khối lượng bằng acid). Khuấy điều 1015 phút. Sau đó loại nước và rửa lại bằng nước lạnh. 4
3.2. Lên men chính 3.2.1. Mục đích:  Quá trình lên men chính là quá trình chuyển các chất đường và các dextrin phân tử thấp thành rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm phụ khác tạo thành bia theo đúng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. 3.2.2. Cơ sở khoa học của công nghệ lên men bia Trong quá trình lên men bia, một lượng cơ chất lớn, chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí cacbonic và các sản phẩm phụ.  Ngoài ra, các thành phần khác của dịch đường cũng chịu những thay đổi lớn. Trong đó, một phần nấm men bị đồng hóa và bị biến đổi thành những hợp chất khác nhau, còn một số khác thì chuyển đổi thành trạng thái không hòa tan và bị tách ra ngoài dưới dạng kết lắng.  Chính vì vậy mà có sự biến đổi về lượng và về chất trong qúa trình lên men. Phần lớn tổng số chất hòa tan bị tiêu hao sẽ biến thành rượu etylic và khí cacbonic, bên cạnh đó còn tạo thành các hợp chất dễ bay hơi như rượu bậc cao, este, aldehyd… Một phần ít hơn trong thành phần của chất chiết, do thay đổi điều kiện và phải chịu nhiều tác động của các quá trình khác, chúng bị kết lắng và loại bỏ ra ngoài.  Trong quá trình lên men, ngoài những sản phẩm trên, còn tạo ra nhiều hợp chất không bay hơi khác như các acid hữu cơ, glycerin,… Những chất này sẽ hòa tan và tồn tại trong dịch lên men như là những hợp chất của bia sau này. Như vậy, kết quả của quá trình lên men bia là làm cho hàm lượng chất hóa tan ở trong bia thấp hơn so với dịch đường houblon hóa và sự giảm hàm lượng các chất hòa tan là do các nguyên nhân sau: Do nấm men tiêu tốn một phần để cung cấp năng lượng cho việc phát triển sinh khối. Do một số sản phẩm tạo thành là những hợp chất dễ bay hơi. Do một phần bị kết lắng 5
 Tổng lượng chất đã bị hòa tan đã bị tiêu hao trong thời gian lên men chính gọi là chất chiết đã lên men  Khối lượng chất chiết đã lên men biểu thị bằng phần trăm so với lượng chất hòa tan ban đầu của dịch đường gọi là mức độ lên men hay độ len men ( độ lên men biểu kiến)  Một phần chất hòa tan ban đầu của dịch đường houblon hóa tồn tại trong bia như là một cấu tử hợp thành chất hòa tan của nó, gọi là chất chiết không lên men hay chất khô sót.  Trong thành phần của chất hòa tan ban đầu của dịch đường, nấm men có thể hấp thụ một phần lớn, phần đó gọi là chất chiết có khả năng lên men, phần còn lại nấm men không có khả năng hấp phụ gọi là chất chiết không lên men.  Khối lượng chất chiết có khả năng lên men biểu thị bằng phần trăm so với lượng chất chiết ban đầu của dịch đường houblon hóa gọi là độ lên men cuối cùng.  Độ lên men và độ lên men cuối cùng của các loại bia khác nhau dao động trong những khoảng rất lớn. đây là chỉ số cơ bản đặc trưng cho chủng loại và chất lượng của bia.  Những chỉ số này có thể điều khiển được qua việc điều khiển các quá trình sinh hóa ở giai đoạn sản xuất dịch đường.  Về lý thuyết thì toàn bộ chất chiết có khả năng lên men có thể được lên men hoàn toàn. Lúc đó độ lên men có trị số bằng độ lên men cuối cùng. Tuy nhiên, trong hực tế sản xuất, không bao giờ độ lên men của dịch đường lại có thể đạt đến độ lên men cuối cùng của nó. Mục đích của việc hoàn thiện sản xuất bia là làm giảm đến mức thấp nhất sự sai lệch giữa hai chỉ số đó. 3.2.3. Phương pháp và thiết bị lên men 3.2.3.1. Thiết bị Các thùng lên men ( kín hay hở), dung tích dao động 2002000hl, được làm bằng gỗ, thép không gỉ, bê tông hay thép trán men. Thông thường, tỷ lệ chiều cao/ đường kính thunngf là 253/l 3.2.3.2. Các phương cổ điển lên men dịch đường houblon hóa 6
 Lên men theo phương pháp cổ điển là những giải pháp công nghệ và thiết bị đã được đề xuất và ứng dụng khá lâu để thực hiện một quá trình lên men mà đến thời điểm xem xét, những giải pháp đó ở mức cục bộ hay toàn bộ đã tỏ ra không phù hợp với yêu cầu và trình độ sản xuất theo năng xuất, chất lượng, hiệu quả  Một giải pháp mới ra đời được đưa vào ứng dụng có tính năng cục bộ hoặc toàn bộ ưu việt hơn ở một mặt nào đó so với giải pháp hiện hành thì giải pháp mới được xem là hiện đại. phạm vi ứng dụng của phương pháp cũ bị hẹp lại và dần dần trở thành cổ điển. 7
 Lên men chìm, gián đoạn trong thiết bị hở:  Dịch đường houblon sau khi tách cặn và làm lạnh ở nhiệt độ cần thiết 6100c, được đưa sang khu vực lên men chính bao gồm các thiết bị ở dạng hở.  Việc chuyển dịch đường được thực hiện bằng bơm ly tâm hoặc lợi dụng khả năng tự chảy của chúng  Sau khi dịch đường đã chiếm khoảng 1/3 thể tích của thùng lên men thì cho nấm men giấm vào dịch. Sau đó bơm dịch vào đến thể tích cần thiết, kết hợp đảo điều bằng cách khuấy cơ học hoặc sục khí vô trùng.  Nạp nấm men giống sản xuất  Nguồn giống trong sản xuất bia có thể sử dụng sinh khối dạng đặc từ nấm men sản xuất hoặc nấm men thu được trong quá trình nuôi cấy ở điều kiện bán sản xuất.  Nếu sử dụng nấm men đặc, liều lượng ít nhất là 0,5l/hl dịch đường. Nếu sử dụng sữa men với mực độ 10.107 tế bào/cm3 thì ta pha loãng 9 lần vào dịch đường houblon hóa.  Trước khi nạp vào thùng lên men, nấm men đặc được trộn lẫn với dịch đường trong thiết bị hoạt hóa nấm men  Cấu tạo thiết bị như sau 8
Nguyên tắc cấu tạo của thiết bị hoạt hóa nấm men  Khi men đặc và dịch đường cho vào monteju thì cánh khuấy phải làm việc để đánh tan và đều nấm men, tránh hiện tượng nấm men bị vón cục, đồng thời kết hợp sục không khí vô trùng để kích thích nấm men nảy chồi. thời gian hoạt hóa nấm men kéo dài 3120 phút tùy thuộc vào trạng thái sinh lý của nấm men.  Để đạt hiệu quả cao hơn trong trộn đều nấm men với dịch đường và rút ngắn giai đoạn thích ứng của chúng trong quá trình lên men chính, ta có thể áp dụng phương pháp nạp liên tục hoặc bán liên tục.  Nạp bán liên tục: là lúc đầu ta chỉ chuyển ½ lượng sữa men sang thùng lên men chính, còn ½ giữ lại ở monteju và bổ sung thêm ½ dịch đường nữa cho trở lại mức cũ. Tiếp tục sục khí để nấm men kích thích nảy chồi. chuyển ½ sang thùng lên men. Nữa còn lại trong monteju lại được bổ sung dịch đường và tiếp tục hoạt hóa. Quá trình này cứ lặp lại cho đến khi thùng lên men chính được bơm đầy dịch đường. 9
Nạp liên tục: là sau khi nấm men được đánh nhuyễn và hoạt hóa trong 60 phút thì liên tục nạp vào thùng lên men đồng thời dịch đường cũng được bổ sung liên tục vào monteju. Khi nào dịch đường bơm đầy thùng lên men thì sữa men cũng được nạp hết.  Diễn biến của quá trình lên men: chia làm 4 giai đoạn  Giai đoạn đầu bao gồm 12 ngày đêm  Đặc điểm: Quá trình tạo sinh khối là chính; đã có dấu hiệu lên men, nhiệt độ tăng 0,50c Xung quang thùng xuất hiện một vành bọt. sang ngày thứ 2, bọt lan phủ đầy mặt thùng. Bọt nhỏ, trắng và mịn. Hàm lượng chất hòa tan giảm 0.30.5% Giai đoạn này được gọi là giai đoạn lên men sơ bộ và được tiến hanh như sau:  Có hai phương án: Sau 1 ngày lên men, một số cặn mịn tiếp tục kết tủa, đồng thời, các tế bào chết cũng được kết lắng. phần cặn được tháo ra, còn dịch lên men được chuyển sang thùng lên men khác. Sau 4860h lên men, khi toàn bộ tế bào đang nảy chồi ồ ạt thì dịch lên men được chuyển sang thùng lên men khác có thể tích lớn hơn, đồng thời bổ sung tiếp dịch đường huoblon hóa. Với phương án đầu sẽ tăng cường độ trong cho bia non, giảm mùi vị lạ do cặn lắng và nấm men chết gây ra. Với phương án sau sẽ rút ngắn thời gian thích nghi đồng thời tăng hoạt lực của nấm men  Giai đoạn 2: kéo dài 23 ngày đêm Đặc điểm: nấm men phát triển với mực độ cực đại, tốc độ lên men đã mạnh lên. Bọt dềnh cao thành “ cục”, đầu tiên màu trắng, đến cuối giai đoạn thì bắt đầu ngả sang màu hơi nâu. Hàm lượng chất tan giảm 22.5% ( trung bình 0.71%/ngày đêm). Nhiệt độ tăng 11.5oc.  Giai đoạn 3: 10
 Đây là giai đoạn lên men mạnh nhất, kéo dài trong hai ngày tiếp theo. Kích thước bọt thô, to, trên mặt bịt bắt đầu ngả màu xám.  Sang đến thời gian cuối của giai đoạn này thì bọt bắt đầu xẹp xuống, hàm lượng chất hòa tan giảm 2.53%( trung bình 1.5%/ngày đêm), còn nhiệt độ có chiều hướng tăng mạnh.  ở giai đoạn này phải tiến hành làm lạnh cục bộ để dịch lên men hạ về nhiệt độ ban đầu.  giai đoạn cuối: bao gồm 23 ngày cuối  Tốc độ lên men giảm do hàm lượ ng chất hoà tan bị tiêu hao gần hết, mặt khác do hạ nhiệt độ của bia non. Bọt xẹp hết, trên bề mặt của bia non phủ một lớp bọt màu xám nâu. Hàm lượ ng chất hòa tan giảm 0.81%; nhiệt độ giảm 340 c. nấm men và nhiều cặn khác dần dần bị kết lắng, bia non dần dần trong h ơn.  Thời gian lên men chính phụ thuộc nồng độ chất hòa tan và chế độ nhiệt trong thời gian đó. Nếu lên men đường có nồng độ 1012% bia cần có hàm lượng đường xót cao thì thời gian cần thiết là 89 ngày. Nếu nồng độ cao hơn thì thời gian kéo dài tới 1012 ngày. Sau khi lên men chính kết thúc, lớp bọt phủ trên bề mặt được vớt bỏ. bia non được bơm sang khu vực lên men phụ và tàng trữ. ở dưới đấy thùng lên men chính là khối nấm men kết dính cùng với vô số tạp chất khác.  Khối kết lắng này bao gồm 3 lớp: Lớp trên cùng và lớp dưới cùng là các tạp chất và tế bào chết. cả hai lớp này đều có màu nâu xám hoặc đen xám cần phải loại bỏ Lớp ở giữa màu trắng ngà, kết dính dạng bông, đó là lớp sinh khối của các tế bào sống. lớp này cần được tách riêng, rửa sạch và đưa đi bảo quản để dùng vào nhiều mục đích khác nhau. 11
 Lên men nổi:  Đây là công nghệ phổ biến ở các nước bắc âu, cò ở các nước khác chỉ ứng dụng phương pháp này trong sản xuất bia đen hoặc các loại bia đặc biệt từ malt tiểu mạch  Quá trình lên men được tiến hành ở 25oc. lượng men gieo cấy ban đầu là 0.20.3 lit dịch men đặc cho 100 lít dịch lên men(67.106tế bào/1ml) Trước lúc gieo cấy vào thùng lên men chính thức, nấm men được khuấy đều và hoạt hóa bằng dịch đường trong một thùng chuyên dụng, nhiệt độ hoạt hóa là 18190c, thời gian 24h. những biểu hiện bề ngoài của quá trình lên men trong 3 ngày đầu diễn ra tương tự như lên men chìm. Sau thời gian đó, nấm men bắt đầu nổi lơ lửng trên bề mặt dịch lên men. Thời gian lên men kéo daì 56 ngày. Sau đó bia non được đưa đi tàng trữ. Thời gian tàng trữ 3 tuần, có trường hợp kéo dài tới hàng tháng. 3.2.4. Các quá trình xảy ra khi lên men chính. Trong khi lên men chính xảy ra các quá trình sinh lý, sinh hóa và hóa lý. 3.2.4.1. Quá trình sinh lý thể hiện sự sinh sản của nấm men. Trong dịch lên men chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men. Nấm men sinh trưởng mạnh nhất trong giai đoạn đầu của thời kỳ lên men chính. Lúc này xảy ra đồng thời sự sinh sản của nấm men và sự lên men. Trong điều kiện lên men bình thường sự sinh sản của nấm men kết thúc xa trước khi lên men chính xong. 3.2.4.2. Quá trình sinh hóa là sự chuyển hóa các đường lên men thành rượu và CO2. Sự lên men các đường riêng biệt xảy ra theo một thứ tự nhất định. Lên men nhanh nhất là fructose và glucose. Từ thời kỳ đầu của lên men, saccharose dưới tác dụng của enzyme ? fructofuranosidase có trong nguyên sinh chất cảu tế bào nấm men đã chuyển thành fructose và glucose cho nấm men dễ dầng sử dụng. Sau khi hết glucose và fructose thì nấm men bắt đầu sử dụng maltose. Maltosetriose chỉ được sử dụng một phần trong lên men chính và trong lên men phụ nó được sử dụng chậm chạp. Tóm tắt quá trình lên men rượu: Đầu tiên là quá trình decacboxyl pyruvat tạo thành ethanal dưới tác dụng xúc tác của pyruvat decacboxylase. Enzyme này cần Mg và thiamine 12
pyrophosphate như là các yếu tố đồng phản ứng. Sau đó, ancohol dehydrogenase khử ethanal thahf ethanol và chuyển NADH thành NAD+. Acohol dehydrogenase sử dụng kẽm là chất đồng phản ứng. CH3 C COOH Pyruvat decarboxylase CH3CHO + CO2 O CH3CHO + NADH+ + H+ alcohol dehydrogenase CH3CH2OH + NAD+ Sản phẩm cuối cùng( ethanol và CO2) được vận chuyển ra ngoài bằng tế bào cơ chế khuếch tán đơn giản. Sản phẩm chính của quá trình lên men là rượu và CO 2, ngoài ra còn tạo thành một số sản phẩm phụ: a. Diacetyl, acetoin và 2,3 butadiol: các hợp chất này được tạo thành do sự kết hợp pyruvat với ethanal. Phản ứng này tạo ra acetonlactate sau đó hợp chất này bị decacboxyl hóa. Diacetyl sẽ được tạo thành nếu sự decacboxyl hóa là sự oxy hóa, acetoin sẽ được tọa thành nếu decacboxyl hóa không phải là oxy hóa. Ngoài ra acetoin cũng được tọa thành bằng cách khử trực tiếp diacetyl. Acetoin có thể bị khử để tạo thành 2,3 butadiol. Đây là phản ứng thuận nghịch. Acetoin và diacetyl góp phần tọa hương cho sản phẩm. CH3COCOH Pyruvic acid OXH CH3COCOH(CH3)COOH Acetolactic acid 2,3 butadiol CH3COCHOCH3 OXH CH3COCOCH3 acetoin diacetyl 13
b. ethanal: là sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu có được do sự decacboxyl pyruvat. Sau đó ethanal bị khử để tạo thành ethanol. Tuy nhiên một phần ethanhal được giải phóng ra bên noài góp phần tạo hương cho sản phẩm. c. Acetic acid: đây là acid dễ bay hơi, nếu nồng độ acid này cao sẽ cho mùi giấm và gây mùi khó chịu cho sản phẩm. acid acetic được tạo thành bởi nấm men, vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic. d. Rượu cao: các loại rượu cao được tạo thành do sự sai lệch về đường hướng chuyển hóa amino acid. Khi các xeto acid tương ứng với sườn cacbon của các amino acid khác nhau bị decacboxyl hóa và bị khử sẽ tạo thành rượu cao. CH3COCOOH + R CH COOH RCOCOOH + CH3CHCOOH Acid pyruvic NH2 amino acid ceto acid NH2 a.a 2RCOCOOH 2CO2 2RCHO +H2O RCOOH + RCH2OH Acid béo rượu cao e. Este: được tổng hợp từ acetyl CoA và rượu bởi một nhóm ezyme làm xúc tác( enzyme esterase của nám men), các este là thành phần chính tọa nên mùi vị của bia. Hàm lượng có trong bia dao động 35 83 mg/l. khi lên men dịch đường có nồng đọ cao và sử dụng nhiều nguyên liệu thay thế thì lượng este cao hơn. 3.2.4.3. PH môi trường thay đổi trong quá trình lên men. Dịch lên men ban đầu cho nấm men vào là 5,35,6. Sự giảm PH là do sự tạo thành CO2 và các acid hữu cơ. Sự giảm PH nhiều nhất trong ngày lên men thứ 3. 3.2.4.4. Thế oxy hóa khử: các chất oxy hóa giảm và các chất khử được tích lũy nhiều hơn do đó thế oxy hóa khử giảm. Nấm men đóng vai trò lớn trong việc thay đổi này, vì nấm men đã nhanh chóng hấp thụ oxy hòa tan trong dịch lên men nên đã kìm hãm quá trình oxy hóa. Ngoài ra CO2 đẩy oxy ra khỏi dịch lên men cũng làm giảm quá trình oxy hóa. Trong thời kỳ lên men mạnh, nấm men sử dụng hết oxy hòa tan và lúc này thế oxy hóa khử giảm tới cực tiểu. 14
Khi lên men thế oxy hóa khử càng thấp thì lượng bia tạo thành càng cao, khi thế oxy hóa càng lớn thì dịch lên men và bia non sẽ tối màu hơn, vị bia thành phẩm kém và bia dễ đục. 3.3. Lên men phụ và tàng trữ bia non 3.3.1 Mục đích Lên men phần đường còn lại(khoảng 1%) để bổ sung CO2 cho bia và hoàn thiện chất lượng sản phẩm; đồng thời giảm nhiệt độ để hạn chế sự xâm nhập vi sinh vật gây hại. 3.3.2. Thiết bị Thiết bị kín và được đặt ở phân xưởng lên men phụ( nhiệt độ
Trong bia non chứa khoảng 0,2% CO2. Hàm lượng CO2 trong bia thành phầm >= 0,3 %, CO2 sinh ra khi lên men phần đường còn lại trong bia non là nguồn bổ sung CO2 cho bia thành phẩm. Mức độ hòa tan của CO2 phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Khả năng hòa tan của nó càng tăng khi nhiệt độ giảm và áp suất tăng. Sự hòa tan CO 2 vào bia rất chậm, do đó CO2 thường tập trung trên bề mặt bia và làm cho áp suất thiết bị cao. Sự hòa tan của CO2 còn phụ thuộc vào thời gian giữ nó vì CO2 nằm trong bia một phần ở dạng hòa tan( dạng hấp phụ) và một phần liên kết với các chất có trong bia. CO2 ở trạng thái vật lý đặc biệt: CO2 hòa tan trong nước nhanh chóng trở thành H2CO3 được hấp phụ trên bề mặt phân tử protein; các chất keo hoạt động bề mặt được hình thành trong quá trình lên men chính, được hấp phụ trên bề mặt của các bong bóng khí CO2 và tạo thành màng bảo vệ để ngăn cản sự kết tụ của các bong bóng CO2. CO2 có trong bia còn ở dạng liên kết: Trong thời kì lên men phụ, dưới áp suất dư H2CO3 có thể tác dụng với glycerin, glycol...để tạo thành các hợp chất hóa học không bền. 3.3.4.2. Sự làm trong bia Bia non còn chứa nhiều tế bào nấm men và các chất huyền phù khác cho nên đục. Sau thời kì lên men phụ và tàng trữ bia sẽ trong vì : + Nhiệt độ lên men phụ thấp hơn nhiệt độ lên men chính do đó bia bắt đầu thải ra các phức chất proteintanin và nhựa hoa houblon làm cho chúng đông tụ. + Trong quá trình lên men phụ dưới ảnh hưởng của áp suất và khí CO 2, các tế bào nấm men kết tủa và kéo theo nhiều loại huyền phù khác. Vận tốc kết tủa của các huyền phù phụ thuộc vào chiều cao của môi trường phân tán. Do đó, tỉ lệ giữa chiều cao và đường kính không được quá lớn. Thường chiều cao
Bia non trước khi chuyển sang thiết bị lên men phụ: 0,075 0,1 mg/l O 2, sau khi chuyển sang : 1 1,9 mg/l,do quá trình khuyếch tán thêm O 2 trong quá trình vận chuyển. Trong giai đoạn lên men phụ hàm lượng nấm men giảm nhiều nên nhu cầu O2 cho nấm men rất ít do đó hàm lượng O 2 lớn sẽ tạo điều kiện cho các quá trình oxi hóa. Sự oxi hóa làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia, làm cho mùi vị bia giảm sút do: Các chất tanin bị oxi hoá sẽ trùng hợp tạo flobafen do đó màu của bia tối hơn và vị dở hơn. Xảy ra các phản ứng oxi hóa khử giữa các chất có trong bia làm tăng hàm lượng este,rượu bậc cao và giảm hàm lượng diacetyl. Sau khi tàng trữ vị của bia trở nên dịu hơn vì: Sự tự phân của nấm men sinh ra peptid, acid amin, vitamin.. ảnh hưởng đến chất lượng của bia. Sự kết tủa của nấm men đã làm mất đi dư vị của chúng. Sự keo tụ và lão hóa nhựa houblon làm giảm dư vị đắng của bia. 3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Các chỉ số biểu hiện tiến trình lên men: Tốc độ phát triển sinh khối Tốc độ hấp thụ cơ chất( độ giảm cơ chất hàng ngày). Mức độ hấp thụ cơ chất( mức độ lên men). Nồng độ các sản phẩm chính và sản phẩm bậc 2 tạo thành. Các yếu tố ảnh hưởng đến các chỉ số: Chất lượng của nấm men sản xuất Lượng nấm men gieo cấy ban đầu Nồng độ chất hòa tan của dịch đường houblon hóa Nhiệt độ của dịch lên men Áp suất bề mặt 17
Hàm lượng oxi và thế oxi hóa khử Cường độ khuấy đảo dịch lên men Nồng độ các sản phẩm lên men. 3.4.1. Chất lượng của nấm men sản xuất Là yếu tố đầu tiên để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao. Khi đánh giá chất lượng của chúng nấm men sản xuất, cần xem xét các chỉ số: Tốc độ và mức độ lên men Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành Tốc độ và khả năng kết lắng Mức độ thoái hóa Khả năng chống chịu điều kiện ngoại cảnh. Một chủng nấm men phù hợp và có chất lượng tốt có thể tái sử dụng đến đời thứ bảy, thứ tám. 18
3.4.2. Lượng nấm men gieo cấy ban đầu Lượng nấm men gieo cấy ban đầu liên quan mật thiết đến tiến trình lên men qua các chỉ số: Thời gian để thiết lập thế cân bằng động giữa quần thể nấm men với môi trường lên men( cơ chất). Lượng tế bào nảy chồi, từ đây dẫn đến chất lượng hòa tan( chất dinh dưỡng) bị tiêu phí cho việc xây dựng tế bào mới và cường độ trao đổi chất trong tế bào non. Hàm lượ ng của sản ph ẩm b ậc 2 t ạo thành và tỷ số tươ ng quan giữa chúng. Thời gian để đạt được trạng thái cân bằng động phụ thuộc vào lượng nấm men gieo cấy ban đầu. Nếu mật độ gieo cấy càng nhiều thì thời gian đó càng ngắn và ngược lại. Nếu lượng nấm men gieo cấy quá ít, khả năng nảy chồi của chúng không thể đạt mức tối đa cần thiết, mức độ lên men thấp, thời gian lên men kéo dài. Mật độ nấm men gieo cấy ban đầu càng lớn thì tỷ lệ số tế bào nảy chồi càng thấp, tốc độ sinh sản càng bé. Khi lượng tế bào nảy chồi ít thì cường độ trao đổi chất của tế bào non cũng thấp hơn. Mật độ tối đa của nấm men gieo cấy ban đầu nếu vượt qua ngưỡng 70. 10 tế bào/cm3 thì hiệu quả không rõ nét. 6 3.4.3. Nồng độ chất hòa tan của dịch đường houblon hóa. Nồng độ chất hòa tan trong dịch đường houblon hóa có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của nấm men và tốc độ lên men. Dịch đường houblon hóa có nồng độ chất hòa tan 1112% lên men tốt hơn các loại dịch đường có nồng độ cao hơn hoặc thấp hơn. Cường độ sinh sản và phát triển của tế bào nấm men khi lên men dịch đường houblon hóa với nồng độ trung bình, tỷ lệ tuyến tính với hàm lượng chất tan và hàm lượng nito chứa trong đó. Nếu hàm lượng chất hòa tan ở dịch đường houblon hóa tăng lên > 14,5% thì sự sinh sản của nấm men cũng không vì thế tăng lên, nó dừng lại ở một trị số xác định.Trong một khoảng xác định 19
nào đó, khi độ đậm đặc của dịch đường giảm xuống thì cường độ sinh sản và phát triển của nấm men không những giảm mà ngược lại, sẽ tăng lên. 20