Công nghệ thực phẩm - Công nghiệp sản xuất bia

Nội dung text: Công nghệ thực phẩm - Công nghiệp sản xuất bia

1. BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HUỲNH TẤN ĐẠT CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA TP.HỒ CHÍ MINH - 2012
2. BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HUỲNH TẤN ĐẠT CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA TP. HỒ CHÍ MINH - 2012
3. Công nghiệp sản xuất bia LỜI MỞ ĐẦU Bia (beer) là thứ đồ uống có rượu nhẹ được chế biến từ thóc malt (đại mạch nảy mầm) và hoa houblon. Vai trò của bia đã được khẳng định từ 5000 năm trước công nguyên và ngày nay không nước nào trên thế giới là không sản xuất hoặc tiêu thụ bia. Có nhiều nước, mức sản xuất và tiêu thụ bia là 140 – 160 lít/năm cho một đầu người. Ở nước ta, mức độ này khoảng 5 – 8 lít. Nhằm có một tài liệu hoàn chỉnh về công nghiệp sản xuất bia, nay tôi thực hiện tập tài liệu này với mục đích củng cố lại kiến thức tổng quát về bia, nghiên cứu chi tiết quy trình công nghệ cũng như cách thức tiến hành một quá trình sản xuất bia ở dạng công nghiệp. Dù đã cố gắng rất nhiều nhưng trong quá trình thực hiện khó tránh khỏi sai sót, mong đọc giả góp ý để các tài liệu về sau sẽ hoàn chỉnh hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ email: huynhtandatlmx@gmail.com. Trân trọng cảm ơn. HUỲNH TẤN ĐẠT
4. Công nghiệp sản xuất bia Mục lục MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1.Tổng quan về công nghiệp sản xuất bia 5 CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU 7 2.1. Nguyên liệu 7 2.1.1. Nước 7 2.1.2. Thóc malt 8 2.1.3. Hoa hublon 17 2.1.4. Các nguyên liệu tinh bột 20 CHƢƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 21 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia 21 3.2. Nấu – đường hóa hay quá trình chuẩn bị dịch lên men 22 3.3. Men bia 26 3.4. Lên men 34 3.5. Hoàn thành sản phẩm 36 3.5.1. Lọc – bão hòa CO2 36 3.5.2. Đóng chai 37 3.5.3. Hấp bia 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 1
5. Công nghiệp sản xuất bia Chương 1.Tổng quan tài liệu CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về công nghiệp sản xuất bia Bia (Beer) là thứ đồ uống có rựu nhẹ được chế biến từ thóc malt ( đại mạch nảy mầm) và hoa hublon. Có thể định nghĩa một cách đơn giản về cách làm bia (Beer) như sau: Nấm men Dịch đường malt + hoa hublon Bia Lên men ở nhiệt độ thấp Vai trò của bia đã được khẳng định từ 5000 năm trước Công nguyên và ngày nay không nước nào trên thế giới là không sản xuất hoặc tiêu thụ bia. Có nhiều nước, mức sản xuất và tiêu thụ bia là 140-160 lít/năm cho một đầu người. Ở nước ta, mức độ này khoảng 5-8 lít. Thành phần của bia gồm có: 80 - 90% nước, 1,5 – 7% cồn, 3 – 10% chất hòa tan, 0,3 – 0,4% CO2. Chất hòa tan chủ yếu là hydratcacbon (dextrin, maltozo, glucozo và một ít pentozo); các protein và sản phẩm thủy phân của nó (albumozo, pepton, các acid amin), các chất khoáng (muối kali, natri, photpho, nhôm, canxi, mangan, ), một số acid hữu cơ, các vitamin (B1, B2, B5, B6, PP, biotin) và các chất đắng, chất thơm của hoa hublon. Độ bia tính bằng số % chất hòa tan hoặc đơn giản là hàm lượng đường của dịch đưa vào lên men. Lên men được tiến hành ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài. Vì vậy, CO2 tạo thành hòa tan ở trong bia và phần lớn ở dạng liên kết. Khi ta uống, CO2 hóa hơi thu nhiều nhiệt của cơ thể làm cho khoái cảm và có tính giải khát cao. Nó có tác dụng thông tiểu tiện, kích thích tiết mật, tăng tiêu hóa (bản thân bia rất dễ dàng được hấp thụ qua màng ruột). 2
6. Công nghiệp sản xuất bia Chương 1.Tổng quan tài liệu Từ thời xa xưa, người Babilon (vùng Irac, Trung Đông ngày nay) đã sản xuất được thứ đồ uống giống như bia từ các hạt ngũ cốc. Cách làm này được truyền sang Ai Cập, Ba Tư, Hy Lạp và bia được làm từ đại mạch. Hiện nay ở Etiopia vẫn có nơi sản xuất bia theo người Babilon cổ xưa. Dần dần bia được sản xuất rộng rãi ra toàn Châu Âu (nhưng chưa có hublon) mà chỉ dùng một số lá khác từ cây cỏ mùi thơm. Đến thế kỷ IX, vùng Đông Nam Âu có một loại hoa hublon (dịch theo âm Hán – Việt là “hốt – bố”) được đưa vào chế biến bia và từ đó đến nay. Như vậy, bia được chế biến chủ yếu từ đại mạch này mầm, hoa hublon, nguyên liệu phụ là gạo, ngô và nước. Ở nước ta, nghề làm bia phải nhập thóc malt, hoa hublon và chỉ có nguồn nước cùng nguyên liêu là gạo của nội địa. Đại mạch và hoa hublon đã thử trồng ở một số nơi có khí hậu mát mẻ như Sapa, Đà Lạt, Cao Bằng, Hà Giang, Sơn La, từ vài chục năm gần đây, nhưng chưa có kết quả. Hình 1.1. Quy trình sản xuất bia 3
7. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU 2.1. Nguyên liệu 2.1.1. Nƣớc Nước có thể được coi là nguyên liêu sản xuất bia. Nước có vai trò quan trọng trong, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng của bia và đặc biệt là hương vị của bia thành phẩm. Các chỉ số quan trọng của nước là: độ cứng, độ oxy hóa và vi sinh vật. Nước dùng trong lên men nói chung phải đạt tiêu chuẩn nước uống, không có mùi, vị , không màu, trong suốt, đặc biệt không cho phép có mùi amoniac, vết của kim loại nặng (thủy ngân, bari, ). Độ cứng của nước quyết định bởi hàm lượng 2 ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước. Hàm lượng 2 ion này có nhiều trong nước thường gọi là nước cứng, khi đun sôi tạo cặn bám trên thành và lắng xuống đáy thiết bị làm giảm hiệu số trao đổi nhiệt, ảnh hưởng xấu đến mùi, vị , độ trong của sản phẩm và đặc biệt làm cho dịch bia thành phẩm khó 2+ 2+ ngậm CO2. Nước cứng cần phải xử lý làm giảm Ca và Mg để nước trở thành mềm. Hàm lượng các chất rắn có trong nước, tức phần cặn sau khi đã làm bay hơi vì sấy khô ờ 1050C đến hàm lượng không đổi đối với nước nấu bia là nhỏ hơn 600mg/l. Trong nước sản xuất bia không được có NaHCO3, NH3, HNO2, cho phép có NO3 không quá 25mg/l. Đặc biệt là có sắt sẽ xảy ra phản ứng giữa sắt và tanin của hublon làm xấu màu và vị của bia. Nước dùng nấu bia cần có độ cứng tạm thời khoảng 0,72mg – đương lượng/lít, độ cứng vĩnh cửu: 0,26 – 0,72mg đương lượng/lít, độ oxy hóa 2mg/lít, số lượng tạp khuẩn/lít không vượt quá 100, E.coli không quá 3/l. pH của nước thích hợp cho nấu bia là 6,8 – 7,2. Như vậy, nước dùng trong sản xuất bia là nước mềm, nếu là nước cứng cần phải 4
8. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu xử lý. Nước có sắt và mặn không dùng cho nấu bia. Nước trong một xí nghiệp sản xuất bia nên có 3 hệ thống: cung cấp nước mềm cho nồi hơi và nấu bia; cung cấp nước tẩy trùng dùng làm vệ sinh đường ống và thiết bị nước; nước sinh hoạt và làm nguội. Có nhiều phương pháp xử lý nước cứng thành nước mềm, như đông tụ rồi kết tủa Ca2+ và Mg2+, điện ly và chuyển các ion qua màng dưới tác dụng của điện trường và phương pháp trao đổi ion. Hiện nay phương pháp làm mềm nước cứng bằng trao đổi ion là khá phổ biến. 2.1.2. Thóc Malt Thóc malt la nguyên liệu chính để nấu bia. Thóc malt là các loại ngũ cốc nảy mầm có hoạt tính enzyme amylase và protease, có mùi thơm của hạt sấy khô. Nguyên liệu làm là đại mạch, lúa mỳ, mạch đen, kê, lúa tẻ, và cả ngô nảy mầm. Trong đó đại mạch là nguyên liệu số một để sản xuất bia. Do vậy, khi nói thóc malt được hiểu là đại mạch nảy mầm. Trong đại mạch có loại bông 2 hàng hạt là nguyên liệu làm thóc malt tốt nhất. So với loại đại mạch 6 hàng hạt thì loại hạt trên to hơn; chứa nhiều tinh bột (61% - 64%), protein ít hơn (8% - 14%). Đại mạch nói chung là giàu protein. Trong quá trình nấu bia, các sản phẩm thủy phân của protein tạo cho bia những phức chất giữ bọt tốt hơn, có vị đậm đà. Song cũng giàu protein nên quá trình nấu bia cũng phức tạp hơn và làm cho bia kém bền. Những hạt đại mạch để làm thóc malt được bảo quản sau thu hoạch ít nhất 1,5 – 2 tháng. Trước khi đem ngâm nước, hạt được rửa sạch sơ bộ để loại bỏ tạp chất, làm sạch bụi bẩn và vi sinh vật bám trên vỏ. Ngâm hạt trong bể hay các thùng chuyên dùng, có thể thêm chất sát khuẩn (thuốc tím) và các chất kích thích nảy mầm Gibberellin. Nhiệt độ ngâm hạt tốt nhất là 12 – 170C, thời gian ngâm từ 30 – 48 giờ để hạt ngậm no nước 5
9. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu có độ ẩm 42% - 45%. Trong thời gian ngâm cần phải thay nước một vài lần để rửa sạch nhớt và mùi khó chịu sinh ra. Hạt ngâm nước làm trương các chất keo, đặc biệt là protein. Các chất protein không tan giảm dần, đồng thời các chất hòa tan tăng dần, hô hấp mạnh. Có sự thay đổi sâu sắc hệ enzyme trong hạt, đặc biệt là amylase và protease được hoạt hóa. Sau khi ngâm nước, hạt được đưa và các thiết bị thúc mầm, hoặc được tãi trên sàn xi măng có độ dốc cần thiết để thoát nước (lớp hạt trên sàn dày khoảng 20 – 30cm). Hạt sẽ nảy mầm trong các thiết bị hoặc trên sàn. Hằng ngày phun nước hoặc cho ngập nước để rửa các mùi khó chịu, cho thoát hết khí CO2 và hạ nhiệt độ. Thời gian nảy mầm 6 – 8 ngày, nhiệt độ thích hợp là 15 – 180C. Trong thời gian này, phức hệ enzyme của hạt được chuyển sang dạng hoạt động để thủy phân các chất trong nội nhũ vào dịch đường trong nấu bia sau này. Đối với đại mạch, mầm được hình thành từ phôi mọc chạy theo phía trong vỏ đến 8 – 9 ngày mới nhú ra ngoài hạt. Rễ hình thành đâm ra ngoài vỏ. Sự nảy mầm kết thúc khi phần bên trong hạt trở nên tơi xốp, rễ dài 1,5 – 2 lần so với chiều dài của hạt và mầm mọc bên trong gần hết chiều dài của hạt. Khi hoàn thành này mầm, hạt được đem đi sấy. Mục đích sấy là làm cho hạt khô, dễ xát bỏ mầm rễ, bảo quản được tốt, đồng thời hạt sấy khô có màu và mùi thơm sẽ định hình màu cũng như hương bia sau này. Sấy hạt trong các thiết bị sấy sao cho tổn thất enzyme là ít nhất mà vẫn đảm bảo độ khô, màu và mùi của hạt đúng với yêu cầu của sản xuất bia. Thóc malt được chia thành 2 loại: malt vàng hoặc malt sáng màu và malt đen. Malt vàng được dùng để sản xuất các loại bia vàng sáng màu, malt đen dùng để sản xuất các loại bia đen thẩm màu. Malt vàng có vị ngọt thoảng nhẹ và hương thơm dịu. Từ malt vàng cho bia có vị 6
10. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu đắng dịu, hương thơm ngát nhẹ nhàng. Hai chỉ tiêu cảm quan này của bia vàng do hoa hublon và hương thơm của malt sấy quyết định. Malt có màu nâu đen đến thẫm, hương vị ngọt đậm. Bia đen có độ nhớt cao, hương vị mang từ thóc malt sấy cháy, trong đó là melanoit quyết định. Khi sản xuất malt vàng, điều cần thiết là làm sao cho hạt malt có hoạt lực enzyme cao, chủ yếu là amylase, còn hàm lượng acid amin ở mức độ vừa phải và hàm lượng protein hòa tan chỉ cần ở mức độ vừa đủ. Như vậy, cần chọn đại mạch có hàm lượng protein thấp, nhưng có khả năng nảy mầm cao. Độ ẩm đại mạch sau khi ngâm không vượt quá 42 – 43%. Quá trình ủ nảy mầm ở nhiệt độ 13 – 180C và cần thông gió tốt. Thời gian ủ là 6 – 8 ngày. Nếu dùng đại mạch có hàm lượng protein cao thì cần có độ ẩm của hạt sau khi ngâm là 44 – 46%, nhiệt độ của khối hạt có thể lên đến mức tối đa là 20 – 220C. Sấy malt vàng không quá 800C và được chia thành các thang nhiệt độ cho phù hợp với độ ẩm của hạt. Tùy từng ca sấy, cụ thể thời gian sấy có thể dao động từ 16 – 24 giờ. Độ ẩm cuối cùng của hạt là 3%. Sau khi sấy, hạt được đem xát tách mầm rễ, vì mầm rễ sẽ làm cho bia có vị đắng và trong quá trình bảo quản dễ bị mọt ăn hại Thóc malt được bảo quản ở chỗ khô ráo, mát mẻ. Thóc malt sau khi sấy, xát bỏ mầm rễ, bảo quản từ 4 – 6 tuần để hoàn thiện mới đem dùng. Trong thời gian này, mức độ phân tán của các chất keo tăng dần, đồng thời số lượng các chất nito hòa tan và độ acid cũng tăng. Thóc malt được làm như trên dùng để sản xuất bia có màu vàng sáng. Loại malt này có đặc điểm là bột trắng xốp, có mùi thơm dễ chịu dễ đường hóa. 7
11. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu Quá trình làm malt hạt bị tổn hao vật chất khoảng 20 – 30% chất khô và khâu sấy làm giảm hoạt lực enzyme so với hạt mới nảy mầm khoảng 30 – 40%. Với malt đen, khi ủ nảy mầm sao cho tích lũy được nhiều N – amin và đường. Độ ẩm hạt khi ủ không được thấp hơn 45%, mục đích là làm tăng hoạt lực nhóm protease. Nhiệt độ khối hạt trong những ngày đầu ủ mầm cần khống chế 15 – 180C, còn giai đoạn sau có thể tăng đến 220C, thời gian ủ là 7 – 9 ngày. Đặc điểm của hạt malt đen là màu nâu sẫm, có độ nhớt cao, khả năng tạo bọt và giữ bọt lớn. Các đặc điểm này trước hết là do hàm lượng melanoit có trong hạt quyết định. Những phẩm chất này được hình thành từ khi ủ nảy mầm đến khi sấy, đặc biệt là chế độ sấy để cho melanoit hoàn chỉnh. Sấy hạt malt đen cần: Hạ được độ ẩm hạt mầm từ 40 – 45% xuống còn 1,5%. Tạo được nhiều melanoit Màu nâu sẫm Tạo nhiều chất chiết bổ sung Do vậy, sấy malt phải kéo dài; sấy ở nhiệt độ cao, nhất là giai đoạn sấy kiệt. Khi sấy phải tuân thủ chế độ sấy với quan hệ giữa nhiệt độ với hàm ẩm hết sức nghiêm ngặt. Thời gian sấy malt đen là 48 giờ, nhiệt độ tối đa là 1050C ở máy sấy hai tầng. Ở giai đoạn đầu: 14 giờ đưa nhiệt độ tăng dần đến 400C, độ ẩm hạt tới 20%; 3 – 4 giờ tiếp theo nâng nhiệt độ đến 60 – 650C. Chế độ này giữ cho đến hết giai đoạn sấy ở tầng hai. Ở tầng một, chế độ sấy bắt đầu ở nhiết độ 500C và độ ẩm hạt 20%. Giai đoạn thứ nhất ở tầng một sấy kéo dài 9 – 10 giờ, giữ nguyên 500C và đến khi độ ẩm hạt còn 10%. Giai đoạn hai kéo dài hết thời gian sấy; nhiệt được tăng thêm, trong 4 – 5 giờ đầu nhiệt tăng lên 750C, ẩm giảm xuống còn 5%. Trong 3 – 4 giờ tiếp theo được nâng đến 100 – 1050C cho đến hết thời gian sấy. 8
12. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu Để tăng cường độ màu của bia về màu sắc, mùi vị hoặc để dễ dàng quá trình đường hóa, người ta còn chế ra các loại malt đặc biệt để cho vào các loại malt thường theo tỉ lệ 5 – 10% theo khối lượng. Các loại malt đặc biệt là malt caramen, malt cà phê và malt melanoit. + Malt caramen: Được sử dụng nhiều đối với bia đen. Bia sản phẩm có hương vị caramen, màu nâu cánh gián và có khả năng tạo bọt tốt. Malt caramen được chế từ malt tươi hay malt khô và sấy ở nhiệt độ 110 – 1700C. Malt tươi trước khi đem sấy được tưới nước với liều lượng 10 – 15 lít nước cho 100kg malt, trộn đều, để khoảng 12 giờ để enzyme tiếp tục hoạt động, đặc biệt là enzyme xitotaza có trong thóc malt, thủy phân những thành phần có cấu tạo phức tạp như làm phá vỡ vỏ tế bào tinh bột, thủy phân một phần tinh bột do amylase, một phần protein do protease, thủy phân lipid, Sau đó malt được đưa vào lò sấy đặc biệt, nhiệt có thể nâng đến 1700C. Thời gian sấy 2 – 3 giờ. Từ malt khô cũng có thể chế ra malt caramen. Dung trọng malt caramen là 400 – 450 g/l, độ ẩm 5 – 6%, chất khô hóa tan 40 – 60%, đường khử 30 – 50%. Malt caramen phải có mùi caramen đặc trưng. + Malt cà phê: Malt này cũng được chế từ malt thường tươi hoặc khô. Nhiệt độ sấy đến 220 – 2250C. Để quá trình chế biến được kết quả tốt, người ta tạo điều kiện cho malt được đường hóa sơ bộ. Đem malt ngâm nước ở 700C trong 12 giờ. Sau đó đem sấy ở lò sấy như malt caramen. Thời gian sấy có mùi vị cà phê. Hạt malt có màu và mùi thơm giống cà phê rang. Hạt malt cà phê sau khi sấy có độ ẩm 2 – 3% và sau một thời gian bảo quản là 5 9
13. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu – 6%, chất hòa tan đạt 60 – 65%. + Malt melanoit: Malt melanoit còn gọi tắt là malt melan, chứa một lượng lớn melanoit. Malt này được chế từ đại mạch có hàm lượng protein cao. Khi ủ mầm ở giai đoạn cuối nâng nhiệt độ lên tới 200C trong một ngày đêm, sau đó đem malt tươi dồn đống trong 1 – 2 ngày và nhiệt độ tăng tới 50 – 520C (giữ ở nhiệt độ này khoảng 16 – 24 giờ). Sau đó đem sấy như malt đen. + Hoàn thiện làm thóc malt: hạt thóc malt sau khi sấy vẫn có thể còn rễ và mầm. Rễ và mầm dễ hút nước, dễ bị côn trùng phá hoại, hơn nữa khi làm bia mầm, rễ gây ra vị đắng rất khó chịu. Vì vậy, cần phải tách mầm, rễ ngay sau khi sấy, rồi đem đánh bóng (loại bỏ vỏ ngay). Malt thành phẩm khi mới sấy và tách mầm rễ rất khô, độ ẩm khoảng 2 – 3%, được đóng kín trong các bao PE bên trong và bao xác rắn bên ngoài. Tốt nhất bao ngoài là các thùng bằng sắt tây; mỗi thùng để cùng loại, cùng chất lượng. Bảo quản ở những nơi thoáng mát, tốt nhất là dưới 200C. Trong thời gian bảo quản, độ ẩm có thể tăng đến 5 – 6%. Khi vận chuyển và bảo quản, malt có thể bị nhiễm bụi bẩn. Trước khi đưa vào sản xuất bia, cần phải làm sạch malt và có thể loại được 0,5 – 1,2% bụi và các tạp chất nhẹ khác. Đánh giá chất lượng malt khô: + Các chỉ tiêu cảm quan:  Màu sắc: vàng tươi hay đen tối sẫm (theo từng loại), vỏ phải óng ánh. Kích thước hình dáng tương tự như hạt đại mạch khô. Xác định độ màu theo dung dịch iod: 0,3 – 0,16 mg iod/1 lít nước (malt vàng), 0,7 – 1,3 mg iod/1 lít nước (malt đen). 10
14. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu  Mùi vị: có mùi vị đặc trưng cho từng loại malt, không có mùi vị lạ. Nếu có mùi chua, mốc là malt bị ẩm kém chất lượng. Malt vàng có mùi thơm và ngọt nhẹ của thóc sấy, các loại malt thẩm màu ngọt đậm, mùi thơm của các loại hạt cháy.  Độ sạch: không lẫn tạp chất, cho phép hạt bị sâu, bệnh 1%, hạt vỡ, mảnh vỡ tối đa là 0,5%, hạt không nảy mầm 5%. + Các chỉ tiêu cơ học:  Dung trọng chia làm bốn loại: rất nhẹ (480 – 500g/l), nhẹ (500 – 530g/l), trung bình (530 – 560g/l), nặng (>560g/l).  Khối lượng khô của 1000 hạt: Trung bình là 28 – 38g/1000 hạt (theo khối lượng có độ ẩm) và 25 – 37%g/1000 hạt (theo chất khô tuyệt đối). + Các chỉ tiêu hóa học:  Độ ẩm cho phép: malt mới sấy 4,5%, trong thời gian bảo quản 7%.  Thời gian đường hóa: malt vàng: 10 – 20 phút/700C. malt đen: 20 – 30 phút/700C.  Chất hòa tan trung bình: 68 – 82% chất khô. Trên 78% là malt vàng chất lượng cao và trên 75% - malt đen chất lượng cao. Bình thường malt vàng có: 65 – 70% chất hòa tan, malt đen có 59 – 65% chất hòa tan.  pH dịch đường malt: 5,5 – 6,5. Quá trình làm thóc malt gồm ủ hạt cho nảy mầm và sấy, đặc biệt là ủ mầm làm cho các enzyme có trong hạt được giải phóng khỏi các liên kết ở trong hạt và các enzyme được hoạt hóa xúc tác thủy phân ở gian đoạn nảy mầm, còn tích tụ trong hạt 11
15. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu malt sau khi sấy và phát huy vai trò của chúng trong quá trình nấu – đường hóa sau này. Các enzyme này tham gia vào các phản ứng hóa sinh biến đổi toàn bộ các chất dinh dưỡng có phân tử lượng cao ở trong nội nhũ thành các chất có phân tử lượng thấp để dễ hòa tan vào dịch nước, tạo thành dịch đường. Quá trình này kết hợp với quá trình lên men của nấm men là cơ sở khoa học của nền công nghiệp sản xuất bia. Trong thóc mầm có các nhóm enzyme quan trọng là xitase, amylase, protease, fitaza, Đặc biệt là hai nhóm amylase và protease là các enzyme vô cùng quan trọng trong nghề làm bia. Xiatase: Nhóm này gồm hai enzyme là xitolactaza và xitolaza. Chúng xúc tác thủy phân hemixenlulozo và các chất dạng keo thành các hợp chất trung gian, sau đó thành các loại đường đơn hexozo, pentozo và các sản phẩm khác. Khi nảy mầm, xitase tham gia và phân cắt hemixenlulozo – quá trình này được gọi là xitoliz, có ý nghĩa rất quan trọng với công nghệ sản xuất bia. Quá trình này làm phá vỡ thành tế bào chứa tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác xâm nhập vào bên trong tế bào để thủy phân các hợp chất khác của nội nhũ. Chính vì những lẽ này, hạt malt sau khi sấy có độ xốp cao. Như vậy, hoạt động của xitase là “mở cửa” cho các phản ứng thủy phân tiếp theo, làm thay đổi cấu trúc tế bào và đặc điểm cơ lý của hạt. Phần lớn các sản phẩm do quá trình xitoliz tạo ra khi hạt nảy mầm dùng để nuôi mầm rễ và mầm lá. Phần còn lại giữ trong hạt malt và sau này không bị lên men tạo thành đường sót của bia (phần này chủ yếu là đường pentozo), như là thành phần dinh dưỡng của bia. Xiatase hoạt động chủ yếu trong thời gian ủ hạt nảy mầm. Amylase: Nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia là đại mạch và một số hạt cốc khác. Hàm lượng tinh bột trong các loại hạt này là khá lớn. Để có dịch đường lên men bia chứa lactozo, dextrin và glucozo thì cần phải thủy phân tinh bột nhờ enzyme 12
16. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu amylase. Amylase của thóc malt là một nhóm gồm ba enzyme: amylase,  amylase và amylo – photphatase. Chúng có mặt ở 1/3 nội nhũ gần phía cuống hạt, ở gần phôi. amylase phân cắt tinh bột thành các đoạn dài ngắn khác nhau, gồm một số cấu tử, thường gọi là dextrin và một ít đường maltozo, có thể có glucozo. Khi nấu, tinh bột sẽ trở thành hồ, có độ nhớt dính khá cao. Chỉ cần một lượng nhỏ amylase là hồ tinh bột đã bị loãng là do các thành phần amylozo và amylopeptin của tinh bột bị amylase phân cắt thành các dextrin khác nhau: dextrin đầu (bắt màu gần như tím với dịch iod nhưng đã hơi ngả nâu), dextrin trung gian (màu đỏ - xanh, màu đỏ - nâu, với dịch iod) và dextrin cuối (không làm thay đổi màu của iod). Khả năng làm loãng hồ tinh bột được gọi là khả năng dịch hóa của enzyme này. Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động cực đại của amylase là 730C và pH 5,7. amylase có khả năng dịch hóa kém hơn amylase, nhưng khả năng đường hóa (phân cắt tinh bột thành đường đôi là mantozo và có thể một ít thành glucozo) lại cao hơn. Tác dụng của amylase vào các mạch amylozo và amilopectin của tinh bột thường cho sản phẩm đường đôi là maltozo. Nhiệt độ tối thích của amylase là 630C, pH thích hợp là gần 4,8. Hai enzyme amylase và amylase có chung đối tượng phân cắt là tinh bột. Chúng tác động đồng thời cùng điều kiện có chung những sản phẩm tạo thành. Do vậy, người ta đã dùng khái niệm hoạt lực đường hóa thay cho cả hai enzyme bằng hoạt lực Diastaza. Amylophotphataza chỉ hoạt động trong thời gian nảy mầm. Trong hạt ngũ cốc nảy mầm nói chung không có  amylase (glucoamylase). Protease: Enzyme protease xúc tác quá trình thủy phân protein. Trong hạt nảy mầm, enzyme này thực chất gồm hai enzyme là protease và peptidase tác dụng kế tiếp nhau. Dưới tác dụng của chúng, protein sẽ bị biến đổi như sau: 13
17. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu Protein Albumozo Peptide Acid amin Albumozo là polypeptide phức tạp nhưng không có tính đông tụ. Cùng với nhóm xitase, nhóm enzyme protease cũng tham gia vào quá trình phá vỡ thành tế bào của nội nhũ. Sự thủy phân của protein bắt đầu bằng hoạt động của protease và protein đại phân tử bị phân cắt thành albumozo và pepton, sau đó chuyển hóa thành polypeptide nhỏ hơn. Lúc này peptidase hoạt động và phân cắt các polypeptide mạch ngắn thành peptide rồi tới acid amin. Nhiệt độ tối thích của protease là 56 – 580C và peptidase 48 – 520C. Chung cho protease là 48 – 520C (ở 56 – 580C, peptidase giảm hoạt tính rất nhiều). pH thích hợp cho protein là 4,5 – 5, cho peptidase là 7,8 – 8. Tổng hợp giá trị thích hợp cho cả hai enzyme là 4,8 – 5,2. + Phitase: Enzyme này xuất hiện trong thời gian hạt nảy mầm và khi nấu mới hoạt động mạnh, xúc tác quá trình thủy phân hợp chất photpho hữu cơ, trước hết là hợp chất phitin có nhiều trong cám, thành acid photphoric. Acid vô cơ này giữ vai trò hình thành tính đệm của môi trường. Phitase có hoạt lực tối đa ở pH 5,2 và nhiệt độ tối ưu là 480C. Trong thóc malt còn một số các enzyme khác nữa, nhưng vai trò không rõ rệt đối với nghề làm bia nên sẽ không đề cập đến các enzyme này. 2.1.3. Hoa hublon (hoa hốt-bố theo âm Hán – Việt hay hoa bia) Cây hoa hublon có tên khoa học là Humulus lupulus L. Đây là loại cây leo phân tính, thuộc họ Gai dầu, được trồng ở các nước vùng ôn đới. Hoa của nó được dùng sản xuất bia, tạo hương vị đặc biệt. Phía trên trong cánh hoa có một số lượng lớn các hạt màu sáng và dính. Đó là sản phẩm được tạo ra từ tuyến hoa mang mùi thơm, vị đắng. 14
18. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu Một đặc điểm đáng lưu ý của cây là hoa đực và hoa cái sinh ra trên hai cây khác nhau. Hoa cái chưa thụ phấn được dùng làm nguyên liệu sản xuất bia. Vì vậy phải nhổ bỏ sớm cây hoa đực kịp thời, nếu không, hoa cái bị thụ phấn, tạo hạt, sẽ giảm chất lượng hoa trong sản xuất bia. Khi hoa hublon sắp chín, ở phần hình nón xuất hiện những hạt tròn có màu xanh óng ánh và nhờn dính. Đó là những hạt lupulin – phần giá trị nhất của hoa. Những hạt này có chứa những chất thơm, các chất có vị đắng đặc trưng, nhờ đó bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt lâu tan và giữ được phẩm chất khi thời gian bảo quản kéo dài. Hoa hublon được nhiều nước trên thế giới như Cộng hòa Liên bang Đức, Ba Lan, Pháp, trong đó có Tiệp Khắc (nay là Cộng hòa Sec và Cộng hòa Slovakia) là nước trồng và hoa có chất lượng, năng suất hàng đầu. Bia của Tiệp Khắc ngon, nổi tiếng, có lẽ cũng là lý do đó. Hoa hublon được thu hoạch ở thời kỳ gọi là “chín kỹ thuật”. Lúc này, các cánh hoa hình nón còn đóng chặt có màu vàng xanh hay xanh vàng, các hạt lupulin còn nằm trong hoa với đặc điểm: nhờn dính và có hương thơm. Nếu không thu hoạch đúng, thời kỳ “chín kỹ thuật” sẽ qua đi và tiếp theo là thời kỳ “chín sinh lý” của hoa: các cánh hoa hình nón mở ra, các hạt lupulin rơi rụng, hoa mất phần có giá trị nhất. Hoa tươi vừa hái về có độ ẩm 70 – 75%. Độ ẩm này khiến hoa không bảo quản được lâu, vì vậy phải tiến hành sấy, để hoa có độ ẩm 10 – 13%. Hoa sấy xong phải được bảo quản rất chu đáo ở phòng có độ ẩm không khí khoảng 85 – 90%, ở nhiệt độ 29 – 300C trong thời gian 10 – 15 ngày. Với điều kiện bảo quản như vậy, độ ẩm sẽ phân bố đều trong hoa, cánh hoa không bị giòn gãy. Để ức chế sự phát triển của vi sinh vật trên hoa, người ta xử lý bằng SO2, sau đó hoa được đóng bánh, bao cứng bằng giấy chống mốc, bảo quản ở kho lạnh, khô, tối, ở nhiệt độ 0,5 – 20C. 15
19. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu Để bảo quản hoa được lâu hơn, người ta có thể chế biến hoa hublon thành dạng cao. Hoa hublon đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình sản xuất bia. Nó có tác dụng làm ngưng kết albumin (làm cho dịch bia trong), làm ức chế sự phát triển của các vi sinh vật Gram dương, làm tăng khả năng tạo bọt và nhất là tạo nên mùi thơm, vị đắng đặc trưng của bia. Thành phần hóa học của hoa hublon khô như sau (% chất khô): Độ ẩm: 8 – 14%. Xenlulozo: 12 – 16%. Hợp chất chứa N: 15 – 24%. Tanin: 2 – 5%. Pectin: 9 – 11%. Nhựa và chất đắng: 10 – 20%. Đường: 2 – 4%. Ester: 0,3 – 1%. Các chất hữu cơ bền vững: 12 – 20%. Tro: 6 – 10%. Chất tanin ở đây làm ngưng kết, đóng vón albumin trong giai đoạn nấu dịch đường, còn sản phẩm oxy hóa của nó thì tạo màu cho bia. Nếu nhiều tanin bia sẽ có vị đắng chát. Bia thường bị đánh giá thấp do chất lượng của hublon xấu (vị đắng chát) hoặc thiếu hublon. Chúng tạo ra độ bền sinh học, 16
20. Công nghiệp sản xuất bia Chương 2.Nguyên liệu tạo và giữ bọt tốt, định hình vị đắng và hương thơm cho bia. Dầu ester của hoa hublon có chứa chất thơm thuộc dãy cacbon tecpen. Dầu này dễ bay hơi khi đun sôi dịch đường malt, vì vậy khi nấu có thể cho hoa vào dịch đun sôi thành nhiều lần, lần cuối trước khi kết thúc vào khoảng 10 – 15 phút. Trong công nghệ sản xuất bia, người ta thường dùng hoa hublon khô. Hoa này thường được bảo quản ở nơi khô ráo, mát mẻ (15 – 250C), tránh ánh nắng. Gần đây người ta còn chế từ hoa tươi ra cao hoa dùng rất tiện lợi và kinh tế. Bảo quản cao ở nhiệt độ bình thường và rất ít bị hư hỏng. Trong sản xuất, người ta có thể dùng nửa cao, nửa hoa cho bia thành phẩm có chất lượng tốt. 2.1.4. Các nguyên liêu tinh bột (không phải thóc malt) Đây là những nguyên liệu phụ dùng trong sản xuất bia nhằm cung cấp tinh bột cùng với thóc malt chuyển thành đường maltozo trong quá trình đường hóa. Các nguồn nguyên liệu này là gạo, ngô, mỳ, mạch đen, cao lương, sắn, khoai tây. Trong số này thường được dùng là gạo tẻ, ngô đã tách phô và hạt mỳ. Khi dùng để đường hóa, chúng được nghiền nhỏ thành bột, cho vào nấu qua khâu hồ hóa, dịch hóa và đường hóa. Các loại hạt này dùng cho bia phải chọn loại tốt: hạt mẩy đều, không có hạt lép, hạt mốc, mọt. Nên dùng gạo mới xát, không cần xát kỹ. Ngoài ra, khi đường hóa thấy dịch chưa đủ nồng độ đường cần thiết thì có thể bổ sung thêm đường Saccarazo ở dạng đường kính, đường hoa mai hoặc đường nâu. 17
21. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia CHƢƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Trong phần trên chúng ta đã đề cập đến các nguyên liệu dùng để sản xuất bia. Các nguyên liệu này trước hết phải đường hóa các hàm lượng tình bột có trong thóc malt, gạo hoặc ngô (là những nguyên liệu phụ). Quá trình đường hóa không có sự tham gia của vi sinh vật, trong đó tác nhân chuyển hóa tinh bột thành đường là các enzyme có trong thóc malt. Khi đã có dịch đường, người ta nấu với hoa hublon rồi cho nấm men bia vào dịch để lên men. Bia là loại sản phẩm lên men không qua chưng cất. Về cơ bản, cơ chế của quá trình lên men bia cũng tương tự như lên men rượu ethylic, song cũng có đôi điều khác biệt. Đó là nấm men bia là những nòi lên men rượu và phát triển ở nhiệt độ thấp. Do vậy, sản xuất bia cần cấp lạnh rất nhiều. Các xí nghiệp bia, đặc biệt ơ những vùng nhiệt đới như nước ta phải trang bị hệ thống làm lạnh và cấp lạnh rất tốn kém. 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bia Quy trình công nghệ sản xuất bia hiện nay được áp dụng ở tất cả các nước trên thế giới theo sơ đồ sau: 18
22. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia Hình 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất bia 3.2. Nấu – đƣờng hóa hay quá trình chuẩn bị dịch lên men Trước khi nấu malt và các nguyên liệu chứa tinh bột khác, phải nghiền nhỏ (thóc malt không cần phải nghiền nhỏ mà chỉ nghiền vỡ thành mảnh) rồi hòa với nước phần bột malt, phần bột gạo và một ít malt (khoảng 5% so với bột) hòa riêng trong hai thùng (thùng bột malt và thùng bột gạo cộng 5% bột malt) với tỉ lệ nước đã được tính toán. Tổng lượng nước dùng phụ thuộc vào các công thức phối liệu, thường tỷ lệ nguyên liệu với nước là 1:4 – 1:8. Mục đích của quá trình nấu là làm cho các chất có trong malt và các nguyên liệu khác hòa tan tối đa vào dịch. Phần lớn các chất hòa tan vào đây được tạo nên khi nấu. Quá trình nấu được qua dần các thang nhiệt độ thích hợp khác nhau, nhằm đảm 19
23. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia bảo cho các enzyme amylase và protease hoạt động. Thực chất của quá trình này là quá trình thủy phân tinh bột và protein. Sản phẩm thu được là đường maltose và acid amin cùng với các sản phẩm trung gian của quá trình thủy phân: Tinh bột Dextrin Maltose Protein các sản phẩm trung gian Acid amin (albumose, peptide, pepton) Cũng không kém phần quan trọng là quá trình thủy phân protein khi nấu. Những sản phẩm trung gian và cuối cùng của quá trình này làm định hình màu sắc, tạo vị, tạo bọt, giữ độ bền cho bia. Trước hết phải chú trọng những mức nhiệt độ khác nhau để cho hệ enzyme trong bột malt hoạt động tốt nhất: 48 – 520C cho protease, 60 – 650C cho  amylase và 70 – 750C cho amylase. Khi nấu chín dịch bột dễ thành một khối hồ đặc, khó khuấy trộn và khó chín phần bên trong của những cục bột. Vì vậy, khi hóa tan (không phải malt) nên cho một ít bột malt (khoảng 5%) vào từ ban đầu, khuấy trộn đều và nâng dần nhiệt độ tới 48 – 520C, dừng lại khoảng 15 – 20 phút rồi nâng tiếp đến 700C hoặc hơn một chút, bột sẽ hồ hóa và có mặt amylase trong bột malt sẽ làm hồ loãng (hiện tượng này gọi là dịch hóa), sau đó tiếp tục đun tới 1000C để bột chín hoàn toàn. Sau khi chín, khối dịch được hạ nhiệt độ tới 750C thì cho phần chủ yếu bột malt đã hòa với nước ấm ở nhiệt độ 48 – 520C (và giữ nhiệt độ này trong thời gian thích hợp) vào nồi để tiếp tục đường hóa rồi nâng dần tới 63 – 680C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 – 40 phút, sau đó nâng nhiệt tới 72 – 750C, giữ khoảng 30 – 40 phút. Thử dịch đường hóa bằng dung dịch iode, nếu dịch đường hóa không đổi màu thì quá trình đường hóa đã kết thúc. Lọc qua thùng lọc chân không hoặc áp lực, cũng có thể lọc bằng máy lọc ép 20
24. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia khung bản. Cần phải rửa bã bằng nước nóng 750C. Dịch đường thu được có màu vàng sáng hơi ánh nâu, trong suốt, có độ đường khoảng 8 – 12%. Đối với bia hơi thì độ đường ban đầu là 8 – 9%, với bia chai từ 10 – 20%. Còn sau khi lọc, nếu chưa đủ đường thì có thể thêm đường cát hoặc đường kính. Trong sản xuất bia, nồng độ đường trong dịch đường malt – hublon và nồng độ chất khô hòa tan được dùng phổ biến, được hiểu như đồng nghĩa. Trên nhãn các loại bia, người ta có ghi độ bia, có nghĩa là nồng độ chất hòa tan hay nồng độ đường ban đầu khi lên men. Dịch đường đem nấu sôi với hoa hublon. Khi nấu, hublon sẽ chiết ra các acid đắng, nhựa, tinh dầu, tanin và dịch. Acid đắng và nhựa đắng sẽ làm cho bia có vị đặc trưng, ổn định các keo và tao bọt bền vững, tanin kết hợp với phần protein chưa bị thủy phân có trong dịch sẽ kết vón làm cho dịch trong thêm và tăng độ bền của bia sau này. Các phản ứng melanodin (giữa đường và acid amin), sự caramen hóa khi nấu đường ở nhiệt độ cao, cùng với các chất tan của nguyên liệu malt ban đầu cũng như của hoa hublon sẽ tạo cho bia hương thơm, vị đắng đặc biệt. Sau khi nấu sôi với hoa, cần phải lọc bỏ bã hoa và dịch đường, làm nguội ở thùng chứa tới 600C, giữa đến 1 – 2 giờ, các vẩn ngưng kết của protein sẽ lắng xuống và thải bỏ, còn phần dịch trong được đưa qua thiết bị làm lạnh nhanh tới 10 – 150C và bơm vào thùng lên men. Như trên ta đã biết, quá trình nấu đường hóa là quá trình thủy phân tinh bột nhờ hệ enzyme amylase xúc tác. Đáng ra ở đây có hai quá trình thủy phân: thủy phân tinh bột thành đường và thủy phân protein thành các sản phẩm khác nhau. Chính vì vậy, các thang nhiệt độ ở đây cần phải tuân thủ tương đối nghiêm ngặt để hoạt động xúc tác của enzyme có hoạt lực tối đa. Khi nâng nhiệt khối dịch malt tới 48 – 520C và giữ trong khoảng thời gian thích 21
25. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia hợp để tạo điều kiên cho phitase và protease hoạt động. Protease phân cắt protein thành các albumose, pepton, peptide và các acid amin. Một phần (khoảng 30 – 40%) sản phẩm thủy phân này chuyển vào dịch đường ở dạng hòa tan làm chất dinh dưỡng cho nấm men. Albumose có tính hoạt động bề mặt cao, có vai trò rất lớn trong sự tạo bọt và giữ bọt của bia thành phẩm. Vai trò này cho thấy sự tác động tương tác giữa hợp chất này với các chất nhựa của hublon, giữa các acid amin với đường tạo ra melanoit cũng có khả năng tạo bọt. Các hợp chất chứa N – các hợp chất thủy phân protein, chỉ chiếm 3,1 – 5,6% trong dịch đường malt thu được sau khi nấu, nhưng chúng có vai trò rất lớn trong sự tao bọt và độ bền của bia. Albumose, polypeptide và các acid amin hợp thành nhóm chất chứa N hòa tan bền vững trong dịch, không bị đông tụ (vẫn kết tủa) khi gia nhiệt, nhưng chúng lại có tính keo (colloid). Chúng có khả năng tạo nhiều bọt và hoàn thiện vị bia thành phẩm. Các sản phẩm protein thủy phân phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Khi giữ ở nhiệt độ 500C và pH 5,6 – 5,9 là điều kiện thuận lợi cho sự tạo thành các hợp chất có phân tử lượng thấp. Quá trình này được gọi là pepton hóa. Nhiệt độ có ảnh hưởng rất to lớn trong quá trình đường hóa: tốc độ, hiệu suất tạo thành đường cũng như tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hóa. Sau khi pepton hóa, khối dịch malt và khối dịch hồ đã làm loãng (dịch hóa) được giữ ở khoảng 63 – 650C. ở nhiệt độ này làm cho  amylase có hoạt lực tối đa và một lượng lờn maltose được tạo thành cùng với một lượng nhỏ dextrin. Sau đó đưa nhiệt độ tới 70 – 730C là khoảng nhiệt độ tối ưu của amylase: quá trình thủy phân nhanh hơn, nhưng sản phẩm phần lớn lại là dextrin. Đưa nhiệt độ lên cao tới 780C, amylase mất hoạt lực. Trong quá trình đường hóa cần giữ ở những thang nhiệt độ: 48 – 520C, 63 – 650C, 70 – 730C, từ thấp lên cao, không được giữ các nấc thang nhiệt cao trước (vì vậy sẽ làm mất hoạt tính của các enzyme có nhiệt độ tối thích thấp). 22
26. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia Dịch đường malt thu được sau khi nấu được đặc trưng bởi tỷ số giữa đường tổng (chủ yếu là maltose) và các chất không phải là đường (là hiệu số giữa các chất khô hòa tan với đường tổng). Các loại bia khác nhau có tỷ số này khác nhau. Yêu cầu trung bình là (1:0,32) – (1:0,43) và hàm lượng trung bình các glucide có trong dịch đường malt (%) như sau: Fructose 1 – 3, glucose 8 – 10, saccharose 2 – 6, maltose 38 – 40, dextrin 14 – 22. Trong sản xuất bia, người ta hay dùng chỉ tiêu hàm lượng (%) các chất khô hòa tan và người ta gọi đó là độ bia (thường ghi ở ngoài nhãn). Hàm lượng này thường được dùng thay cho hàm lượng đường và thường được đo bằng khúc xạ kế. Các hàm lượng này không được chính xác nhưng được phép dùng trong sản xuất. 3.3. Men bia Nấm men bia thuộc giống men rượu Saccharomyces. Các nòi men bia thường được dùng trong sản xuất thường được gọi là “giống men bia”. Đó là các nòi thuần chủng, được tách hay phân lập từ một tế bào. Sử dụng giống thuần chủng làm cải thiện chất lượng sản phẩm, làm giảm các tác nhân gây hư hỏng và xuất hiện các mùi vị lạ không mong muốn. Lên men ổn định và đồng hóa đều hơn, bia nhận được sự đồng nhất về chất lượng và thành phần. Giống men bia thuần chủng được nhà bác học Đan Mạch là Hansen sử dụng vào sản xuất công nghiệp từ cuối thế kỷ XIX. Ông đã phân lập men vẫn dùng (dạng phức hợp) ở nhà máy bia Copenhagen ra những tế bào riêng biệt. Kết quả là Hansen đã chọn được hai giống thuần chủng và ký hiệu là men No1 và No2. Từ hai giống này được chọn theo các chủng (nòi) rất đa dạng của men bia được dùng đến ngày nay. Trong thực tế sản xuất, ta thấy có hai loại men bia được dùng trong công 23
27. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia nghiệp: men nổi và men chìm. Men nổi thuộc loài Saccharomyces cerevisiae. Loài này thường được dùng sản xuất các loại bia thẫm màu hoặc các loại bia đặc biệt. Men nổi chỉ phát triển và lên men, nhiệt độ tương đối cao (từ 120C trở lên) cho nên nó thích hợp với nhiệt độ lên men ở 14 – 250C. Men này khi lên men, tế bào của chúng lơ lửng và tập trung trên bề mặt dịch. Với đặc tính như vậy nên tốc độ lên men nhanh và mạnh mẽ. Song, với men nổi, trong công nghệ cần phải có thiết bị lọc cẩn thận mới cho sản phẩm trong suốt, vì các tế bào lơ lửng trong dịch lên men (kể cả lên men phụ). Men chìm thuộc loại men Saccharomyces carlsbergesis, phát triển được và gây lên men ở nhiệt độ thấp (6 – 80C). Loài men này được dùng phổ biến trên toàn thế giới để sản xuất các loại bia vàng sáng màu. Các tế bào nấm men khi lên men chúng thường kết dính vào nhau ở dạng bụi hoặc dạng bông và dễ kết lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho công nghệ lọc cho sản phẩm trong suốt, màu vàng óng. Đây là ưu điểm để men chìm dễ dàng được dùng để sản xuất bia vàng trong suốt. Song, về khía cạnh khác, men chìm dễ kết lắng nên bề mặt tiếp xúc của các tế bào nấm men với các thành phần dinh dưỡng có trong môi trường bị hạn chế. Vì vậy, thời gian lên men bị kéo dài, tính kinh tế kém hiệu quả hơn. Đó cũng là lý do làm cho lên men chìm ít được dùng trong sản xuất bia ngắn ngày. Men bia trong môi trường dinh dưỡng sẽ sinh sản và phát triển, đồng thời sinh ra rượu ethylic và một số sản phẩm phụ hoặc thứ cấp (hay còn gọi là sản phẩm bậc hai). Trong quá trình sinh sản, men bia nảy chồi là chủ yếu, đôi khi cũng sinh sản bằng bào tử. Quá trình phát triển của nấm men cũng tuân thủ 4 – 5 giai đoạn (hay là các pha sinh trưởng). Đầu tiên (khoảng 1 vài giờ đầu) nấm men mới được gieo cấy vào môi trường chưa quen với môi trường và tùy độ thuần phục nên men không sinh trưởng và sau đó mới sinh trưởng thep logarit và cũng bắt đầu tạo rượu ethylic. Các chất dinh dưỡng trong môi trường được men bia hấp thụ để sinh ra tế bào mới, số đường trong 24
28. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia dịch còn dư sẽ là phần đường cuối cùng làm cho hàm lượng ethylic được tạo thành cùng các sản phẩm khác. Lên men là quá trình nuôi cấy nấm men với các chủng đặc hiệu trong dịch đường malt, sinh ra rượu và các sản phẩm phụ để cho dịch bia được hoàn thiện. Qua sự trao đổi chất của nấm men, dịch bia có hương vị và độ bền vững cần thiết. Hương thơm của bia chủ yếu là do các sản phẩm lên men phụ tao thành. Thành phần của sản phẩm phụ này phụ thuộc vào loài nấm men, điều kiện lên men và thành phần môi trường. Men chìm có thể phân huy trisaccharide thành fructose và melibose, sau đó dưới tác dụng của enzyme melibiase, các đường fructose và galactose được tạo thành. Vì vậy men chìm có thể lên men rafinose hoàn toàn. Còn men nổi chỉ lên men được 1/3 rafinose. Men bia lên men được các đường fructose, glucose và maltose, nhưng không lên men được tinh bột, dextrin (đối với nấm men chìm). Men nổi có enzyme pyruvatoxydase, do vậy có thể sử dụng trực tiếp glucose vào hô hấp, cho nên nó có khả năng sinh trưởng và lên men nhanh hơn. Tế bào Saccharomyces carlsbergesis hình oval, có kích thước 6 - 12 m, sinh sản bằng cách nảy chồi, rất khó tạo thành bào tử (men nổi dễ sinh bào tử hơn). Ở nhiệt độ 50 – 600C, nấm men bị chết. Chọn men bia cần chú ý đến các chỉ tiêu sau: khả năng sinh trưởng, khả năng kết lắng và lực lên men cao. Quá trình sinh trưởng của nấm men gồm các pha: pha tiềm tàng, pha tiềm sinh, pha chỉ số, pha cân bằng và pha suy vong. Trong tiềm phát, nấm men hầu như không sinh sản. Trong pha thứ hai, nấm men nảy chồi rất mạnh và bắt đầu lên men. Trong pha cân bằng, sinh trưởng của nấm men ổn định và lên men mạnh. Ở pha cuối cùng, sự sinh sản hầu như dừng lại và bắt đầu kết lắng. Tốc độ sinh sản của nấm men phụ thuộc vào nhiệt độ, vào thành phần các chất dinh dưỡng, các chất độc, các hợp chất nito, cacbon có trong môi trường. Đối với men 25
29. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia chìm, nhiệt độ thích hợp cho phát triển là 25 – 270C, nhưng ở 2 – 30C vẫn còn hoạt động. Trong môi trường giàu hợp chất nito và nghèo hợp chất cacbohydrat thì nấm men phát triển chậm và pha tiềm phát kéo dài ra. Trong lên men bia, người ta không muốn chi phí nhiều đường cho việc tăng sinh khối của nấm men. Vì vậy, người ta có thể cho lên men chính trong các thùng kín bão hòa khí CO2, nhưng ở nồng độ cao sẽ bị ức chế (0,2% CO2 men nảy chồi chậm, còn ở 15% CO2 sẽ làm men ngừng lại). Có nhiều chất kìm hãm sinh trưởng và phát triển của nấm men: ở nồng độ rượu trên 15%, men sinh sản chậm, còn với 0,5% H2SO4 và 1% acid acetic, men có thể bị chết sau 1 – 2 giờ. Nhưng ở môi trường 1% acid acetic men có thể chuyển hóa được dễ dàng. Khả năng kết lắng của nấm men có một ý nghĩa rất quan trọng trong nghề nấu bia. Men chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các thùng lên men, còn men nổi được nổi lên bề mặt dịch lên men. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kết lắng của men bia, như tính chất của vỏ tế bào, thành phần môi trường và những tác nhân bên ngoài. Ngày nay, người ta xác định tính kết lắng của nấm men phụ thuộc vào thành phần hóa học của vỏ tế bào. Trong vỏ tế bào, càng ít thành phần cacbohydrat, mangan và hàm lượng acid amin càng lớn thì nấm men càng kết lắng nhanh. Tốc độ kết lắng còn phụ thuộc vào trị số điên tích của tế bào, phụ thuộc vào pH của môi trường. Trong quá trình lên men, các giống men bia kết lại với nhau ở hai dạng: dạng bông và dạng bụi. Giữa hai dạng này có những đặc điểm khác nhau trong lên men chính và lên men phụ. Nấm men dạng bông lên men nhanh hơn nhưng không sâu xa, chúng tập trung lại với nhau khi lên men được khoảng 2/3 chất khô có trong môi trường. Quá trình lên men phụ của dạng này chậm và kéo dài hơn. Nấm men dạng bụi lên men chậm hơn, nhưng sâu xa hơn và quá trình lên men 26
30. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia phụ kết thuc sớm hơn. Thay đổi pH của môi trường cũng làm thay đổi dạng của sinh khối nấm men. Tính liên kết ở dạng bông của sinh khối nấm men thấy rõ nhất ở pH 4 – 4,4. Khi tăng độ acid của môi trường, nấm men sẽ chuyển sang dạng bụi. Khả năng kết lắng không phải là tính chất cố định của giống nấm men: giống thuần khiết ở dạng bông trong thời gian bảo quản có thể dần dần xuất hiện các thể dạng bụi và ngày càng tăng lên, làm giảm tính kết lắng. Trong sản xuất bia, người ta quan tâm nhiều đến các giống men ở dạng bông vì chúng dễ kết lắng, làm sáng bia và sau khi chuyển dịch bia chưa chín sang lên men phụ có thể sử dụng cho các đợt lên men sau. Song, nếu chỉ có các nòi ở dạng bông thì lực lên men chủ yếu và lên men không triệt để. Nhiều công trình nghiên cứu đã cho thấy rằng, các giống men bia là hỗn hợp dạng bụi và dạng bông. Những giống lên men tốt có thể gồm 90% dạng bụi và 5 – 10% dạng bông, còn lên men yếu gồm 40 – 50% dạng bông. Để có thể đảm bảo lên men được tốt và kết hợp với đặc điểm của quá trình công nghệ sản xuất, người ta có thể sử dụng hai hoặc nhiều nòi men bia cho lên men đồng thời. Sức lên men là điều quan tâm lớn nhất của thực tế sản xuất. Trong sản xuất bia thường dùng những nòi lên men mạnh và tạo cho bia có mùi vị thơm ngon. Tốc độ lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng lên men của nấm men, hoạt tính sinh lý và số lượng tế bào của chúng trong môi trường, phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, thành phần hóa học của dịch lên men, cũng như thế oxy – hóa khử Lực lên men hay khả năng lên men phụ thuộc vào hàm lượng các chất protein trong tế bào nấm men. Hàm lượng này thay đổi trong quá trình lên men. Khi mới tiếp vào dịch lên men, protein trong tế bào nấm men bia là 40 – 46% lượng chất khô. Ở giai đoạn đầu, số lượng nito protein tăng khoảng 2 lần, sau đó giảm xuống tới mức ban đầu. Hàm lượng nito trong nấm men không những phụ thuộc vào số lượng nito amin và nito amoniac trong dịch lên men mà còn phụ thuộc vào hàm lượng cacbonhydrat. 27
31. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia Các nòi nấm men dùng trong sản xuất bia Nhà bác học Đức Hansen lần đầu tiên dùng các giống nấm men thuần khiết vào sản xuất bia. Việc sử dụng các giống thuần khiết có một số ưu điểm: làm tăng chất lượng của bia, quá trình lên men được tiến hành đồng đều hơn, sản phẩm thu được đồng nhất về thành phần cũng như hương vị. Ngoài ra còn giảm sự tạp nhiễm trong quá trình sản xuất cũng như trong thành phần. Ngày nay, nhiều nước trên thế giới dùng các nòi nấm men chìm trong sản xuất. Các nòi này thuộc giông Saccharomyces carlsbergesis. Sau đây giới thiệu một số nòi men bia được dùng ở Liên Xô và Tiệp Khắc (cũ). Nòi 776 lên men trung bình. Khả năng kết lắng và làm sáng bia tốt. Giống này thích hợp cho sản xuất bia dùng những nguyên liệu thay thế. Trong dịch lên men có 11% chất khô, ở giai đoạn lên men chính, nòi 776 tách được 2,76% CO2. Nòi 11 tìm được ở Liên Xô (cũ) năm 1939, lên men nhanh, mạnh, không yêu cầu cao về chất lượng nguyên liệu. Trong giai đoạn lên men chính của dịch có 11% chất khô, nó tách được 2,96% CO2. So với 776, thời gian lên men chính rút ngắn được 20%. Tế bào hình oval có kích thước (6 – 8) (8 – 10) m. Khả năng kết lắng tốt và cho thành phẩm vị hoàn thiện. Nòi 41 tìm được năm 1933 ở Liên Xô (cũ), lê men trung bình. Trong giai đoạn lên men chính của dịch lên men có 11% chất khô, tách được 2,7% CO2. Tế bào hình oval (5 – 8) (8 – 10) . Khả năng kết lắng tốt. Bia thành phẩm có vị dịu, thanh khiết. Nòi 44 tách được năm 1939 tại Liên Xô (cũ), lên men trung bình. Trong giai đoạn lên men chính. Trên dịch có 11% chất khô, nó tách được 2,4% CO2. Tế bào hình oval (6 – 8) (8 – 10) . Khả năng kết lắng tốt, cho bia vị hoàn thiện. Nòi này cho phép dùng nước có độ cứng cao trong sản xuất bia. 28
32. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia Nòi P – gốc Tiệp Khắc, lên men trung bình, tách được 2,08% CO2 trong giai đoạn lên men chính. Kết lắng tốt và bia thành phẩm có mùi vị thanh khiết. Nòi F – gốc Tiệp Khắc, lên men nhanh và mạnh. Tế bào to, chịu được các vi sinh vật tạp nhiễm, kết lắng tốt và cho bia vị dễ chịu. Các nòi men nổi ít được sử dụng. Chúng được dùng để sản xuất một số bia sẫm màu và các sản phẩm đặc biệt, trong đó có bia của Anh và của Đức (Beclin). Một trong số những nòi men nổi là nòi 191 – K, loài này lên men mạnh các monosaccharide và maltose, nhưng không lên men được lactose và rafinose. Giữ giống men bia Những nòi men bia thuần khiết được tách ra từ một tế bào, nuôi cấy và bảo quản sao cho giữ được những tính chất quý ban đầu của chúng. Trong bảo quản, quá trình sống của men giống xảy ra rất chậm và hạn chế sự phát triển của chúng. Giữ được trạng thái tiềm sinh này có thể áp dụng các phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thấp 2 – 40C (không quá 80C), đông khô, ở dạng bào tử hoặc kỵ khí. 0 Bảo quản giống thuần khiết ở 5 – 8 C trong bão hòa CO2 có thể giữ những tính chất ban đầu, nâng cao được khả năng lên men và cải thiện được mùi vị của bia. Nuôi cấy giống men bia Nuôi cấy men bia trong sản xuất cũng theo nguyên tắc tăng dần thể tích và số lượng tế bào để đảm bảo khả năng lên men: giống từ ống nghiệm nuôi cấy qua các bình, các thùng rồi chuyển vào thùng lên men chính. Đầu tiên giống ống nghiệm được chuyển vào các bình 300ml dịch nước malt, giữ ở 18 – 250C tới khi phát triển mạnh. Từ đây chuyển tiếp qua các bình 3 – 5 lít có chứa 2 – 3 lít dịch đường malt, có hoa hublon và nuôi nhân giống ở 18 – 250C. Tiếp đó, nuôi giống ở các thùng 200 – 400 lít có chứa 100 – 200 lít môi trường, ở 120C. Tỷ lệ tiếp giống là 10%. Đến khi giống sinh 29
33. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia trưởng mạnh ở các thùng này, sẽ tiếp giống vào các thùng lên men. Nếu nhà máy bia có thiết bị Grayner thì việc nhân giống sẽ từ ống nghiệm qua các bình carlsberg, lên men ở 7 – 80C trong 5 – 6 ngày liên tục và tiếp tục tăng dần qua 200 – 300 lít rồi đưa vào các thiết bị này cho lên men ở 80C trong 3 ngày, sau đó đưa vào các thùng lên men. Yêu cầu của giống về mặt vệ sinh là thuần chủng, có nghĩa là giống đưa vào lên men không được tạp nhiễm. Vì vậy, quá trình nhân giống phải được làm thật sạch sẽ đảm bảo không bị tạp nhiễm. Các dụng cụ phải được rửa sạch, tráng bằng nước sôi hoặc cồn. Nếu dùng nút bông phải sấy hoặc hấp thanh trùng. Nhiệm vụ này thường được giao cho cán bộ chuyên trách có tay nghề và trách nhiệm cao. Sử dụng lại men sau khi lên men chính Cặn men ở các thùng lên men chính sau khi đã chuyển dịch vào lên men phụ, chia làm ba lớp: lớp dưới cùng là những tế bào già, có lực lên men yếu; lớp giữa là những tế bào trẻ hơn có khả năng lên men mạnh; và lớp trên cùng là những tế bào có kích thước nhỏ, khả năng kết lắng kém cùng với những vẩn cặn protein và hublon. Chỉ nên dùng loại lớp men giữa sau khi đã được xử lý. Có nhiều cách xử lý men này trong sản xuất. Đơn giản nhất là cho cặn men qua rây có kích thước nhỏ để loại bỏ những tạp chất lớn, sau đó rửa bằng nước. Cho cặn men vào các thùng hở hoặc kín rồi để yên cho men lắng xuống dưới (bỏ phần nước ở trên). Rửa 1 – 2 lần trong 24 giờ. nước rửa là nước đun sôi để nguội, không có tạp khuẩn. Nên tiến hành rửa men ở trong nhà lạnh với nhiệt độ tốt nhất là 10C. Trước khi đưa vào lên men có thể hoạt hóa giống men đã rửa bằng cách cho dịch vào đường malt có độ đường khoảng 5 – 7%, để tĩnh ở phòng lên men chính đến khi phát triển mạnh thì tiếp vào lên men. Nếu men bị tạp nhiễm thì cần phải xử lý bằng acid. Dung dịch acid dùng cho xử lý là H2SO4 0,4% hoặc H3PO4 0,6%. Cho men vào dung dịch acid, để yên một giờ, rồi 30
34. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia đổ cẩn thận vào bình sạch, bỏ cặn bẩn. Dịch men được trung hòa bằng NaOH hoặc KOH tới pH bằng 4,8 – 5,2. Men lằng xuống đáy được rửa bằng nước sôi để nguội rồi đem dùng cho lên men. Cũng có thể làm sạch men như sau: dùng dịch chiết hublon bằng kiềm 2% có chứa 500 – 700mg/l isohumulon hòa với cặn men. Trong điều kiện này khoảng 24 giờ, hoạt lực men không giảm còn các vi sinh vật tạp nhiễm bị chết. 3.4. Lên men Quá trình lên men được thực hiện qua hai giai đoạn: lên men chính và lên men phụ. Dịch đường malt – hublon đã được làm lạnh tới 100C và bơm vào các thùng lên men chính, rồi tiếp giống đã được nhân giống ở trên. Tỷ lệ tiếp giống khi nhân tĩnh thường là 5 – 10%, còn nếu nhân giống có sục khí, hoặc bằng thiết bị Grayner thì tỷ lệ 10 có thể là 0,5% (mật độ tế bào của dịch giống phải đạt khoảng 2.10 tế bào/ml. Lên men chính thường được tiến hành ở thùng kín hoặc hở, nhiệt độ thích hợp là 80C (có thể có nhiệt độ cao hơn), thời gian lên men chính khoảng 6 – 10 ngày. Ở giai đoạn này lên men mạnh, dịch sủi bọt nhiều, phần lớn các loại đường đều được chuyển thành rượu và CO2, một số sản phẩm phụ được tạo thành và chúng có ảnh hưởng đến sự hình thành hương vị của bia. Cuối giai đoạn này, sự lên men giảm xuống, phần lớn men đã lắng xuống đáy thùng. Sản phẩm cuối cùng là bai non, trong đó có rượu, một ít CO2 và còn ít đường (khoảng 1,5 – 2,5%). Bia non được bơm vào các thùng lên men phụ. Các thùng này kín, để đứng hoặc để nằm, có khả năng chịu áp lực lên men tới hơn 1atm, để có thể đảm bảo cho áp lực làm việc là 0,3 – 0,7atm. Khi chuyển bia non sang lên men phụ, cần chú ý: không để 31
35. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia men còn lại trong dịch quá nhiều sẽ gây mùi men trong sản phẩm sau này, nhưng nếu quá ít sẽ làm cho quá trình “chín bia” kéo dài, lượng men còn lại thích hợp cho lên men phụ là 1,2 – 1,3 g/l. 0 Nhiệt độ lên men phụ giữ ở 1 – 4 C. Trong giai đoạn vẫn tiếp tục lên men, CO2 sinh ra được giữ lại trong thùng và hòa tan dần vào dịch, pH của dịch bia tăng dần đến trên 5, acid giảm, các ester phức tạp được tạo thành. Hương vị bia được hoàn thiện dần trong giai đoạn lên men phụ. Ta gọi quá trình này là sự “chín” của bia. Ngoài ra, men bia dần kết lại với nhau ở dạng bông hoặc bụi, các cặn vẩn cùng với men lắng xuống đáy thùng làm cho bia trong và sáng màu. Thời gian lên men phụ phụ thuộc vào từng loại bia, có thể kéo dài từ 10 – 30 ngày. Đối với bia thông thường, bia hơi thường lên men phụ 11 – 14 ngày, bia chai 15 – 21 ngày hoặc dài hơn (có những loại bia lên men phụ tới 100 ngày). Như vậy, lên men phụ là để hoàn thành hương vị, độ trong của bia, làm cho “chín”, bão hòa CO2, tăng khả năng tạo bọt và ức chế sự phát triển của vi sinh vật có hại ngoại lai bị nhiễm vào dịch bia. Một trong những điều kiện vô cùng quan trọng trong giai đoạn này là đảm bảo nhiệt độ 1 – 40C, nếu không đảm bảo được yêu cầu này, cả quy trình có thể bị hỏng, sản phẩm thu được không đảm bảo chất lượng. Trong quá trình lên men, một số hợp chất C4 được tạo thành, như aceton, diacetin và 2,3 – butylenglycol. Diacetin là chất không có lợi trong bia, vì gây ra mùi vị khó chịu. Nó được tạo ra một lượng tương đối lớn do nấm men ở giai đoạn đầu của quá trình lên men. Nếu hàm lượng acetoin có trong bia vượt quá 2,3mg/l cũng ảnh hưởng đến mùi vị của bia. Trong giai đoạn phát triển mạnh, nấm men cũng khử diacetin thành 2,3 – butylenglycol – chất này không ảnh hưởng xấu tới bia. Nhờ các biến đổi hóa sinh trong quá trình lên men bình thường không bị tạp nhiễm thì hàm lượng diacetin trong bia chỉ khoảng 0,4 – 0,6g/l (ngưỡng 0,2mg/l là lý tưởng) và aceton khoảng 0,8 – 1,2g/l. 32
36. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia Đây cũng là những tiêu chí hóa học biểu thị mức độ chính của bia. Lên men bia có thể tiến hành trong các thùng kín hoặc hở trong các hầm lạnh với hai chế độ lạnh thích hợp cho lên men chính và lên men phụ. Ngày nay, nhiều xí nghiệp bia mới xây dựng tiến hành lên men bia trong các thùng kín làm bằng thép không gỉ có hai vỏ và lên men chính phụ cùng với sự điều chỉnh nhiệt độ bằng cách bơm nước muối và glycerin lạnh qua vỏ hoặc ống xoắn ruột gà chạy bên trong (lên men “gia tốc”). 3.5. Hoàn thành sản phẩm 3.5.1. Lọc và bão hòa CO2 Bia cần phải lọc bằng máy lọc ống, lọc đệm khung bản hoặc qua máy ly tâm cao tốc để làm sạch men và các vẩn cặn. Dịch sau khi lọc trong suốt có màu vàng sáng hoặc màu nâu, tăng giá trị cảm quan và tăng độ bền. Dịch lọc này đem bão hòa CO2 và đóng vào các thùng bock xuất thành bia hơi hoặc đem đóng chai. Cần phải chú ý rằng: nếu làm bia hơi thì độ đường ban đầu chỉ cần 8 đến 9o và thời gian lên men ngắn hơn. Nhiệt độ khi lọc là 1 – 40C (tốt nhất là 10C) không nên lọc bia ở nhiệt độ cao hơn gì không giữ được CO2 và dịch bia bị sục vẩn, khó lọc. Dịch bia đã lọc nếu không đủ hàm lượng CO2 hòa tan thì phải làm bão hòa CO2 trong các bình thép không gỉ chịu được áp lực tới 7atm và có bộ phận phân tán khí tốt. 0 Điều kiện bão hòa CO2 là nhiệt độ 1 – 5 C, áp suất bão hòa CO2 ở 4atm. Khí CO2 ở đây là loại dùng cho thực phẩm, nếu là loại công nghiệp thì phải lọc khí qua than hoạt tính, qua dịch acid và dịch thuốc tím, Sau khi bão hòa CO2, dịch bia được tàng trữ trong lạnh ít nhất 4 giờ mới đem đóng chai bằng máy tự động hoặc bán tự động, hoặc thủ công. Cần phải đóng chai khi 33
37. Công nghiệp sản xuất bia Chương 3.Quy trình CN sản xuất bia bia còn lạnh để tránh tổn thất CO2 với thiết bị đẳng áp. 3.5.2. Đóng chai Chai dùng đóng bia thường là loại 0,5 lít. Đôi khi còn dùng loại 0,33 và 0,65 hoặc đóng trong hộp nhôm (được gọi là bia lon). Chai để đóng bia là chai có màu thẫm xanh hoặc nâu tránh ánh sáng làm thay đổi màu sắc và mùi vị của bia. Trước hết, chai phải rữa thật sạch, không còn cáu bẩn, đem hấp hoặc luộc chín để khử khuẩn. Nút chai bằng sắt tây và đệm cao su là loại dùng cho thực phẩm cũng được khử khuẩn khi đóng chai. 3.5.3. Hấp bia Bia chai không hấp chỉ để được khoảng 3 – 8 ngày, vì trong đó còn một ít men và các vi khuẩn làm hỏng bia. Vì vậy, cần phải hấp bia theo phương pháp Pasteur. Nhiệt độ hấp ở khoảng 60 – 700C, nếu nhiệt độ cao hơn, mùi vị của bia sẽ thay đổi, làm chất lượng giảm. Trong quá trình hấp, các tế bào nấm men, nấm mốc và bào tử của nấm, vi khuẩn sẽ bị chết, riêng bào tử của vi khuẩn nếu có sẽ không chết, nhưng ở trong bia không có điều kiện cho chúng nảy mầm, làm hư hỏng bia. Có thể nâng cao độ bền của bia bằng cách bổ sung enzyme protease, acid ascorbic, polyamide, là những chất ổn định vào bia. 34
38. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đức Lượng, Cơ sở vi sinh vật công nghiệp, NXB ĐHQG TP.HCM, 2011. [2]. Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất thức uống, NXB ĐHQG TP.HCM, 2006. [3]. Đàm Sao Mai và cộng sự, Hóa sinh Thực phẩm, NXB ĐHQG TP.HCM, 2009. [4]. Lương Đức Phẩm, Giáo trình công nghệ lên men, NXB Giáo dục Việt Nam, 2010. 35