Công nghệ thực phẩm - Chương 3: Hệ vi sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia

pdf 44 trang vanle 2620
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Công nghệ thực phẩm - Chương 3: Hệ vi sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfcong_nghe_thuc_pham_chuong_3_he_vi_sinh_vat_nhiem_trong_cong.pdf

Nội dung text: Công nghệ thực phẩm - Chương 3: Hệ vi sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia

  1. CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 1 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Bia thành ph m • Thành ph ần dinh dưỡng:  Glucid  Saccharide  Oligosaccharide  Các hợp ch ất ch ứa nit ơ  Các hợp ch ất khác • pH • Th ế oxy hóa kh ử Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 2
  2. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Bia thành ph m • Các hợp ch ất ức ch ế vi sinh vật:  Ethanol  Carbon dioxide  Iso-alpha acid • Quy trình sản xu ất bia • Hệ qu ả Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 3 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Khái ni ệm biofilm:  Định ngh ĩa  Thành ph ần  Extra-polysaccharide (EPS) → 5-10 µm  Vi sinh vật → 100-200 µm • Đối tượng bị nhi ễm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 4
  3. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Các công đoạn nhi ễm th ường gặp  Phân xưởng nấu  Phân xưởng lên men  Phân xưởng rót  Các vị trí khác Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 5 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 6
  4. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 7 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 8
  5. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Thi t b và ng ng • Vi khu ẩn và biofilm:  Tỉ lệ th ống kê: 99%  EPS  Capsule  Zooglea  Sản ph ẩm trao đổi ch ất → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 9 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí • Hệ vi sinh vật trong không khí • Đối tượng bị nhi ễm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 10
  6. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí • Các công đoạn nhi ễm th ường gặp  Phân xưởng xử lý bia sau lên men  Phân xưởng rót → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 11 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Không khí Số li ệu th ống kê từ 10 nhà máy bia của Ph ần lan Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 12
  7. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Các lo i khí s dng trong sn xu t • Phân lo ại  Không khí  Carbon dioxide  Nitrogen • Kh ả năng gây nhi ễm → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 13 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Nguyên li u • Malt và th ế li ệu  Hệ vi sinh vật  Kh ả năng gây nhi ễm • Mối quan hệ gi ữa hệ VSV trong malt và hệ VSV trong bia → Gi ải pháp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 14
  8. 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm Nguyên li u Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 15 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 16
  9. CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 17 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi sinh vật nhi ễm trong bia Vi khu ẩn Nấm men dại (Bacteria) (Wild yeast) Gram (+) Gram (-) Saccharomyces Non-Saccharomyces Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 18
  10. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn  Procaryote  Vi sinh vật đơ n bào  Có th ể chuy ển động ho ặc không chuy ển động  Ki ểm tra sơ bộ Catalase test  Ý ngh ĩa  Cách th ực hi ện  Nhu ộm Gram  Ý ngh ĩa  Cách th ực hi ện Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 19 Ph ươ ng pháp nhu ộm Gram Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 20
  11. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Ph ươ ng pháp nhu ộm Gram Clostridum perfringens Escherichia coli Gram (+) Gram (-) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 21 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn VK Gram dươ ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 22
  12. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn VK Gram âm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 23 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm trong bia Vi khu ẩn acetic Các vi khu ẩn khác (2 gi ống) Coliforms (3 gi ống) (4 gi ống) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 24
  13. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Acetobacter  Loài th ường gặp: A. aceti, A. pasteurianus  Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8 µm x 1-4µm), catalase (+), hi ếu khí bắt bu ộc, oxy hóa ethanol thành carbon dioxide và nước  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả: gây đục bia, tạo váng trên A. aceti bề mặt sản ph ẩm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 25 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Gluconobacter  Loài th ường gặp: G. oxydans  Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8 µm x 1-4µm), chuy ển động, catalase (+), hi ếu khí bắt bu ộc, oxy hóa ethanol thành acetic acid.  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả: gây đục bia, tạo váng trên bề mặt, tăng độ nh ớt G. oxydans Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 26
  14. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Obesumbacterium (Hafnia)  Loài th ường gặp: O. proteus (H. protea)  Đặc điểm: hình gậy (0.8-1.2 µm x 1.5-4.0 µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+), ch ịu cồn (<6%).  Ngu ồn nhi ễm: nấm men  Hệ qu ả: phát tri ển vào giai đoạn đầu của quá trình lên men chính  Tốc độ lên men  Sinh tổng hợp DMS  Tăng pH Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 27 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Citrobacter  Loài th ường gặp: C. freundii  Đặc điểm: hình gậy (1 µm x 2-6µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+)  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp DMS và acid hữu cơ C. freundii  Bị ức ch ế bởi quá trình lên men ethanol Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 28
  15. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Enterobacter (Rahmella)  Loài th ường gặp: E. agglomerans, E. cloacae  Đặc điểm: hình gậy (0.6 µm x 2- 3µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+)  Ngu ồn nhi ễm: nấm men  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp DMS và diacetyl  Tăng pH  Tăng tốc độ lên men E. cloacae Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 29 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Klebsiella  Loài th ường gặp: K. terrigena, K. aerogenes, K. pneumonia  Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.0 µm x 0.6-6.0 µm), kỵ khí tùy ti ện, catalase (+)  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp DMS  Tạo mùi phenolic (4-vinylguaiacol) K. aerogenes Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 30
  16. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Zymomonas  Loài th ường gặp: Z. mobilis  Đặc điểm: hình gậy (1.0-1.4 µm x 2-6µm), kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (+), lên men glucose thành ethanol, không lê men maltose, rất ch ịu cồn, o Topt =25-30 C  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha sản xu ất ale  Hệ qu ả: Z. mobilis  Sinh tổng hợp acetaldehyde  Sulphide Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 31 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Pectinatus  Loài th ường gặp: P. cerevisiiphilus  Đặc điểm: hình gậy kéo dài (0.8 µm x 2-30 µm), kỵ khí bắt bu ộc, pH opt =4.5-6.0  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp hydrogen sulphide  Acetaldehyde  Propionic acid Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 32
  17. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram âm Megasphaera  Loài th ường gặp: M. cerevisiae  Đặc điểm: hình cầu (1.0-1.2 µm), kỵ khí bắt bu ộc, catalase (-), không th ể sinh tr ưởng khi pH 3.5-5.5%  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp hydrogen sulphide  Butyric acid và acid béo → Khó phân lập Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 33 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng trong bia Vi khu ẩn lactic Các vi khu ẩn khác (2 gi ống) (2 gi ống) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 34
  18. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Lactobacillus  Loài th ường gặp: L. brevis, L. damnosus, L. casei, L. fermentum, L. buchneri, L. delbruekii, L. lindneri  Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.2 µm x 1-15 µm), kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình lẫn dị hình, tính mẫn cảm với iso-alpha acid thay đổi tùy ch ủng L. brevis  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp diacetyl  Độ chua Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 35 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 36
  19. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Pediococcus  Loài th ường gặp: P. damnosus, P. inopinatus  Đặc điểm: hình cầu (0.7 µm) ở dạng tứ cầu khu ẩn, kỵ khí ch ịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình, bền với iso-alpha acid và ethanol (< 10% v/v) P. inopinatus  Ngu ồn nhi ễm  Hệ qu ả:  Sinh tổng hợp diacetyl  Độ chua Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 37 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Bacillus  Loài th ường gặp: B. coagulans  Đặc điểm: hình gậy, hi ếu khí bắt bu ộc, catalase (+), có kh ả năng sinh bào tử, thu ộc nhóm ưa nhi ệt, mẫn cảm với iso-alpha acid  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha trong phân xưởng nấu B. coagulans  Hệ qu ả: sinh tổng hợp nitrosamine Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 38
  20. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Vi khu ẩn Gram dươ ng Micrococcus  Loài th ường gặp: M. kistinae, M. varians  Đặc điểm: hình cầu, hi ếu khí bắt bu ộc (ngo ại tr ừ M. varians thu ộc nhóm kỵ khí tùy ti ện), catalase (+)  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha và bia  Hệ qu ả: tạo mùi trái cây → Ít gặp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 39 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces  Tác động đến ch ất lượng bia  Phân lo ại  S. turbidans, S. ellipsoideus, S. willianus, S. diastaticus S. cerevisiae  S. bayanus, S. pastorianus  Killer yeast Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 40
  21. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Ví d: ch ng S. cerevisiae (S. diastaticus)  Ngu ồn nhi ễm: phân xưởng lên men và rót  Hệ qu ả:  Độ lên men rất cao  Mùi phenolic → Gene POF (phenolic acid decarboxylase): decarboxyla hóa acid ferulic và cinnamic thành 4-vinyl guaiacol và styrene Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 41 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast  Killer yeast toxin  Bản ch ất  Ch ức năng  Phân lo ại  ds RNA plasmid →→→ S. cerevisiae  ds DNA plasmid  cDNA →→→ S. cerevisiae Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 42
  22. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae với dsRNA plasmid Độc tố Gene Kích th ước gene K1 M1 ds RNA plasmid 1.9 K2 M2 ds RNA plasmid 1.7 K3 M3 ds RNA plasmid 1.5 KT28 M28 ds RNA plasmid 1.99 K3GR1 M3GR1 ds RNA plasmid 1.5 và 2.0 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 43 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast  Hệ qu ả  Tỉ lệ killer yeast 2-3% → tỉ lệ tế bào nấm men bia còn sống sẽ gi ảm từ 95% xu ống 20%  Mùi cỏ/ phenolic Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 44
  23. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Brettanomyces  Loài th ường gặp: B. anomalus, B. bruxellensis, B. lambicus  Đặc điểm: lên men glucose, ít khi lên men maltose, không lên men saccharose, sinh tổng hợp acid acetic, kh ử nitrate, oxy thúc đẩy quá trình lên men B. bruxellensis  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha và bia  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 45 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Candida  Loài th ường gặp: C. tropicalis, C. boidinii, C. vini (C. mycodema)  Đặc điểm: lên men glucose (C. tropicalis có th ể lên men maltose)  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha (giai đoạn đầu của quá trình lên men chính) và bia  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia C. tropicalis Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 46
  24. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Cryptococcus  Loài th ường gặp: C. laurentii  Đặc điểm: không lên men nh ưng có th ể sử dụng nhi ều lo ại đường, một số ch ủng sinh tổng hợp pigment  Ngu ồn nhi ễm: bia tươ i  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất lượng cảm quan bia C. laurentii Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 47 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Dekkera  Loài th ường gặp: D. bruxellensis, D. hansenii  Đặc điểm: sinh ascospore, lên men glucose và saccharose, một số ch ủng lên men maltose, oxy sẽ thúc đẩy quá trình lên men  Ngu ồn nhi ễm: bia tươ i  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất D. bruxellensis lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 48
  25. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Kluyveromyces  Loài th ường gặp: K. marxianus  Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men các đường khác tùy thu ộc vào ch ủng, ch ịu nhi ệt  Ngu ồn nhi ễm: th ế li ệu syrup, dịch nha  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ch ất K. marxianus lượng cảm quan bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 49 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Pichia  Loài th ường gặp: P. anomala, P. fermantans, P. membranifaciens  Đặc điểm: lên men glucose  Ngu ồn nhi ễm: dịch nha (giai đoạn đầu của qt lên men chính) và bia tươ i  Hệ qu ả:  Độ trong P. anomala  Tạo màng  Mùi sauerkraut ( P. membranifaciens ) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 50
  26. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Rhodotorula  Loài th ường gặp: R. glutinis, R. mucilginosa  Đặc điểm: không lên men nh ưng sử dụng được nhi ều lo ại đường một số ch ủng sinh tổng hợp pigment  Ngu ồn nhi ễm: nước và nấm men  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến ti ến trình R. glutinis lên men Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 51 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Torulaspora  Loài th ường gặp: T. delbrueckii  Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men maltose thay đổi tùy theo ch ủng  Ngu ồn nhi ễm: nấm men và bia tươ i  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến giá tr ị cảm quan của bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 52
  27. 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm Nấm men dại Non-Saccharomyces Zygosaccharomyces  Loài th ường gặp: Z. bailii, Z. rouxii  Đặc điểm: lên men glucose, kh ả năng lên men maltose và saccharose thay đổi tùy theo ch ủng, ch ịu áp lực th ẩm th ấu  Ngu ồn nhi ễm: th ế li ệu syrup và dịch nha Z. bailii  Hệ qu ả: ảnh hưởng đến giá tr ị cảm quan của bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 53 CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 54
  28. 3.3. Ch ỉ tiêu vi sinh của bia Các ch ỉ tiêu cơ bản  Tổng số VSV hi ếu khí  Tổng số nấm men và nấm sợi  Hàm lượng một số VSV gây bệnh Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 55 3.3. Ch ỉ tiêu vi sinh của bia Ph ươ ng pháp xác định  Ph ươ ng pháp đếm số khu ẩn lạc trên môi tr ường đặc  Ph ươ ng pháp MPN Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 56
  29. CH ƯƠ NG 3 HỆ VI SINH V ẬT NHI ỄM TRONG CÔNG NGHI ỆP BIA 3.1. Ngu ồn gây nhi ễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhi ễm 3.3. Ph ươ ng pháp xác định các ch ỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Ph ươ ng pháp hạn ch ế nhi ễm vi sinh vật trong sản xu ất bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 57 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Con ng i  Tập hu ấn về vi sinh đại cươ ng và vấn đề vệ sinh cá nhân  Tấp hu ấn về vệ sinh công nghi ệp Môi tr ng sn xu t  Thi ết kế mặt bằng  Hệ th ống thoát nước và thu gom ch ất th ải  Chi ếu sáng, thông gió  An toàn Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 58
  30. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Thi t b và h th ng ng dn  Bảo trì  Vệ sinh Ki m tra sn xu t  Nguyên ph ụ li ệu  Bán thành ph ẩm  Sản ph ẩm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 59 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Qui nh ni b H th ng qu n lý ch t lng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 60
  31. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia  Ti ệt trùng (Sterilization)  Thanh trùng (Pasteurization)  Các giai đoạn  Ph ươ ng trình thanh trùng nhi ệt -kt N = N o × e  lg(N/N o) = -kt/2.303 = -t/D; Trong đó:  D=2.303/k  No: Số VSV ban đầu trong mẫu  N: Số VSV còn sống sau th ời gian thanh trùng t ở nhi ệt độ T  K: hằng số phá hủy → D: th ời gian phá hủy th ập phân (Decimal reduction time) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 61 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia lg(N/N o) = -t/D; Ví d: 6  Mẫu ch ứa 1 loài VSV, N o = 10 cfu, Nhi ệt độ xử lý T, D = 1 phút  Số VSV trong mẫu sau th ời gian xử lý nhi ệt:  1 phút  6 phút  7 phút  Kết lu ận Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 62
  32. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Ch n nhi t và th i gian thanh trùng: Dự đoán sơ bộ:  Mẫu ch ỉ ch ứa 1 loài VSV: Ch ọn nhi ệt độ là T, th ời gian xử lý sẽ là F = D × lg(N o/N*) N*: Số VSV còn lại trong mẫu sau thanh trùng  Mẫu ch ứa nhi ều loài VSV Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 63 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lưu ý:  VSV có th ể bị tiêu di ệt trong giai đoạn gia nhi ệt  So sánh các ch ế độ xử lý nhi ệt khác nhau (nhi ệt độ, th ời gian) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 64
  33. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Tc tiêu di t VSV (lethal rate) ở nhi ệt độ T so với nhi ệt độ đối ch ứng Tr: LR = 10 (T-Tr)/Z Trong đó:  Tr: nhi ệt độ đối ch ứng  T: nhi ệt độ mãu tại một th ời điểm xác định trong quá trình thanh trùng  Z: hằng số ch ịu nhi ệt (thermal resistance constant) – kho ảng nhi ệt độ cần tăng để D gi ảm 10 lần Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 65 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 66
  34. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Khái ni m “Th i gian x lý nhi t tơ ng ơ ng F” t F = ∫∫∫ (LR)dt 0 Cách tính F:  Dựa vào số li ệu th ực nghi ệm T = g 1(t) để tính LR tại các th ời điểm khác nhau trong quá trình thanh trùng  Vẽ đồ th ị LR = g 2(t)  Xác định giá tr ị F Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 67 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 68
  35. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia  1 đơ n vị thanh trùng Pasteur (PE): lượng nhi ệt hấp thu ở 60 oC trong 1 phút  Công th ức chuy ển đổi: PE = t*1.393 (T-60) Trong đó:  t: Th ời gian thanh trùng  T: Nhi ệt độ thanh trùng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 69 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Gi ả sử t=1 phút. Mối quan hệ gi ữa nhi ệt độ T và PE nh ư sau Nhi ệt độ thanh trùng (oC) PE 60 1 61 1.393 62 1.940 64 3.76 66 7.30 68 14.18 70 27.51 72 53.40 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 70
  36. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Thanh trùng bia Cách tính th ời gian theo nhi ệt độ thanh trùng:  Yêu cầu:  15PE  22-27PE  Ví dụ: T=64 oC  15PE → 15/3.76 = 3.98min  27PE → 27/3.76 = 7.18min Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 71 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Ki m (dd NaOH 2-5%)  Mục đích  Tạp ch ất  VSV  Nh ược điểm: ph ản ứng hóa học với bicarbonate và carbon dioxide  Gi ải pháp  Nhi ệt độ: 50-90 oC  Ph ạm vi áp dụng Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 72
  37. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Acid (a. phosphoric ho ặc hh a. phosphoric và a. nitric)  Mục đích  Tạp ch ất  VSV  Nhi ệt độ phòng  Ph ạm vi áp dụng Ch t ho t ng b mt Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 73 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Chlorine (NaOCl)  Kh ả năng ức ch ế VSV của HOCl và OCl -  pH = 4-6 → 97% ở dạng ho ạt động  Nồng độ sử dụng 50-300ppm  Ưu điểm: rẻ ti ền, không tạo bọt  Nh ược điểm:  Ăn mòn  Chlorophenol và chloramine → mùi  Trihalomethane → carcinogen Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 74
  38. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Chlorine dioxide (ClO 2)  Kh ả năng ức ch ế VSV cao hơn chlorine  Ít mẫn cảm với pH hơn  Tách được biofilm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 75 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Peracetic acid  Tác nhân oxy hóa mạnh: phân gi ải thành acetic acid và gốc oxy tự do  Tách được biofilm  Nồng độ sử dụng 75-300ppm  Nh ược điểm: các vấn đề ăn mòn, mùi, an toàn công nghi ệp Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 76
  39. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Quarternary ammonium compound  Hi ệu quá th ấp hơn các tác nhân oxy hóa  Ph ạm vi ứng dụng: ngâm ho ặc vệ sinh th ủ công  Nồng độ sử dụng: 200ppm  Nh ược điểm: nhi ều bọt Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 77 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Biguanides  Cationic polymer: shock th ẩm th ấu → an toàn  Ph ạm vi ứng dụng: ngâm ho ặc vệ sinh th ủ công  Nồng độ sử dụng: 600ppm  Không hi ệu qu ả (pH 9) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 78
  40. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Ch ất ức ch ế vi sinh vật Amphoterics  An toàn  Ph ạm vi ứng dụng: ngâm, phun ho ặc vệ sinh th ủ công  Nồng độ sử dụng: 1000ppm Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 79 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Ph ơ ng pháp th c hi n  Th ủ công  Tự động hóa Tái s dng dung dch hóa ch t v sinh thi t b Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 80
  41. 3.4. Hạn ch ế nhi ễm VSV trong sx bia Vệ sinh công nghi ệp (CIP) Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 81 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 82
  42. Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 83 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 84
  43. Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 85 Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 86
  44. Lê V ăn Vi ệt M ẫn (3/2009) 87