công nghệ sản xuất bia va malt
TRANSCRIPT
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 1
Tr−êng Đ¹I häc b¸ch khoa hµ néiViÖn c«ng nghÖ sinh häc vµ c«ng nghÖ thùc phÈm
Bé m«n C«ng nghÖ C¸c S¶n phÈm Lªn men
C«ng nghỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA
Người soạn : PGS.TS Lª Thanh Mai
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 2
C«ng nghÖ SX Malt vµ BiaCh−¬ng I : Më ®Çu
I.1 §Þnh nghÜa bia
I.2 LÞch sö ph¸t triÓn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bia
I.3 Giíi thiÖu t×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô bia
PhÇn I : Nguyªn liÖu chinhCh−¬ng II : §¹i m¹ch 1.1. 1.1. CCáácc loloạạii đđạạii mmạạchch
1.2. 1.2. CCấấuu trtrúúcc hhạạtt đđạạii mmạạchch1.3.Th1.3.Thàành nh phphầầnn hohoáá hhọọcc1.4. 1.4. ĐĐáánhnh gigiáá chchấấtt lưlượợngng đđạạii mmạạchch
Ch−¬ng III : nguyªn liÖu thay thÕ malt ®¹i m¹ch
III.1 Nguyªn liÖu thay thÕ d¹ng h¹t
III.2 Nguyªn liÖu thay thÕ d¹ng ®−êng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 3
C«ng nghÖ SX Malt vµ Bia
Ch−¬ng IV : Hoa houblon
IV.1 Giíi thiÖu c©y hoa houblon
IV.2 Thµnh phÇn ho¸ häc hoa houblon
IV.3 ChÕ phÈm hoa houblon
Ch−¬ng V : N−íc
V.1 Vai trß cña n−íc trong s¶n xuÊt bia
V.2 Thµnh phÇn ho¸ häc cña n−íc ngÇm
V.3 ¶nh h−ëng c¸c ion trong n−íc ®Õn CN vµ CLSP
V.4 Xö lý n−íc trong qu¸ tr×nh nÊu bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 4
PhÇn 2 : C«ng nghÖ SX Malt
Chương VI: Phân loại, làm sạch và bảo quản đại mạchvà ngâm đại mạch
Chương VII: Ngâm và Nảy mầm đại mạch
Chương VIII: SÊy malt tươi và đánh giá chất lượngmalt
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 5
PhÇn 3 : C«ng nghÖ SX BiaCh−¬ng IX : ChuÈn bÞ dÞch ®−êng
IX.1 NghiÒn malt vµ nguyªn liÖu thay thÕ malt
IX.2 NÊu-®−êng ho¸ malt vµ nguyªn liÖu thay thÕ
IX.3 Läc dÞch ®−êngCh−¬ng X : nÊu hoa, lµm trong vµ lµm l¹nh dÞch ®−êng
X.1 NÊu dÞch ®−êng víi hoa houblon
X.2 Lµm trong vµ lµm l¹nh dÞch ®−êngCh−¬ng XI : Lªn men chÝnh vµ lªn men phô
XI.1 Lý thuyÕt vÒ qu¸ tr×nh lªn men
XI.2 VÊn ®Ò men gièng trong s¶n xuÊt bia
XI.3 Kü thuËt lªn men
XI.4 Lªn men phô vµ tµng tr÷ bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 6
PhÇn 3 : C«ng nghÖ SX Bia
Ch−¬ng XII : Hoµn thiÖn s¶n phÈm
XII.1 Lµm trong bia
XII.2 B·o hoµ CO2
XII.3 ChiÕt bia
XII.4 Thanh trïng bia
XII.5 §¸nh gi¸ chÊt l−îng bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 7
Tµi liÖu tham kh¶o1. Hoµng §×nh Hoµ, 1998. C«ng nghÖ s¶n xuÊt malt vµ
bia, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt
2. Nguyễn Thị Hiền (chủ biên), 2008. Khoa học- C«ng
nghÖ Malt vµ Bia, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt
3. Wolfgang Kunze, 1996, Technology Brewing and
Malting, VLB Berlin.
4. J . De Clerck, 1980. Cours de Brasserie, Editeur E.De
Clerck, Belgique
5. J.R.A.Pollock, 1987. Brewing Science, Academic Press
6. E.G Priest, 1996. Brewing Science &Technology. The
Institut of Brewing.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 8
§Þnh nghÜa Bia
Ph¸p : “Bia lµ mét lo¹i ®å uèng thu ®−îc b»ng c¸ch lªn men
rượu dÞch chiết c¸c chÊt tõ ®¹i m¹ch nÈy mÇm, cã bæ sung
kh«ng qu¸ 30% nguyªn liÖu thay thế kh¸c vµ hoa houblon”
ViÖt nam :
“Bia lµ ®å uèng lªn men cã ®é cån thÊp, ®−îc lµm tõ nguyªn
liÖu chÝnh lµ malt ®¹i m¹ch, houblon, nÊm men vµ n−íc”
§øc: “Bia lµ mét lo¹i ®å uèng thu nhËn ®−îc nhê lªn men
vµ kh«ng qua ch−ng cÊt, vµ chØ sö dông h¹t ®¹i m¹ch nÈy mÇm,
hoa houblon, nÊm men vµ n−íc”
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 9
Thời kỳ Ai Cập cổ đại
� 5000 TCN, ng−êi SumÐrien vµ Assyrien ®· s¶n xuÊt ®å
uèng lªn men tõ c¸c lo¹i h¹t ngò cèc
� 4000 TCN, t¹i Ai CËp : bia cña Ai CËp =bia c¸c nhµ QuÝ
téc
� 2000 TCN, dưới thời vua Hammourabi, người Babilon đ·
viết thµnh s¸ch c¸c nguyªn tắc nấu bia.
� Người Ai Cập vµ người Babilon đã sử dụng nhiều loại gia
vị để t¹o ra nhiều lo¹i bia cã kh¸c nhau.
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 10
B¶n kh¾c trªn ®¸
Cã tõ 3 000 n¨m tr−íc C«ng nguyªn
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 11
X−ëng bia kh¾c trªn ®¸
Cã tõ 2 500 n¨m tr−íc CN, t×m thÊy trong ng«i mé Ai cËp
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 12
§· t×m thÊy c¸c dÊu vÕt SX bia t¹i §an m¹ch
C¸c n−íc Ch©u ¢u còng biÕt ®Õn sp bia tõ ®ã
1500 tr−íc CN
S¶n xuÊt Bia được kh«i phục vµ ph¸t triÓn :
- c¸c xưởng bia mọc lªn như nấm sau mưa,
- Bia = thuốc chữa bệnh (bệnh dịch hạch ở ch©u ¢u)
Thời kỳ nµy, nấu bia phải đãng thuế
T¹o h−¬ng = b»ng cây , cỏ th¶o méc cã vÞ ®¾ng vµ h−¬ng
th¬m
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 13
Phát hiện Hoa houblon
bảo quản bia lâu hơn, tạo hương vị đặc biệt
thay thế mọi cỏ thơm khác
nhờ tính kháng khuẩn của hoa houblon : lên men nổi và
bia chất lượng tốt hơn
Thế kỷ thứ 8
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 14
Thời kỳ Louis Pasteur
�Trong CM Ph¸p thời kỳ tµn của c¸c xưởng bia nhµ thờ
� Thời Napoleon c¸c xưởng bia được kh«i phục dần
� 1880 : bước ngoặt trong ngµnh sản xuất bia- Louis Pasteur t×m ra bản chất của qóa tr×nh sản xuất bia vµ
1876 xuÊt b¶n c¸c �Nghiªn cøu vÒ Bia�
- Lªn men tự nhiªn tuyển chọn chñng gièng (hương vịổn định, chÊt l−îng t¨ng,
- Bảo quản bia = đun nãng ở 70oC ( thanh trïng Pasteur)
� Chỉ SX bia vµo mïa ®«ng do kh«ng cã phương tiện lµm lạnh
�1877: Ph¸t minh ra m¸y lạnh của Von Linde
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 15
Thời đại hiÖn nay§Çu tk 20, SX bia đang ph¸t triÓn m¹nh gÆp nhiÒu có sốc
� Chiến tranh Thế giới I ( thiếu nguyªn liệu, thiếu nh©n
lực) Sau chiến tranh ; c¸c xưởng bia được mở lại vµ cơ
khÝ ho¸
� Chiến tranh thế giới II, thiếu nguyªn liệu trầm trọng =>
sử dông nguyªn liệu thay thế => Chất lượng kÐm, chai
buộc phải t¸i sử dụng�
Tõ 1946 : NCKH ph¸t triÓn nhanh, ngµnh CNSX bia phát triển
� chỉ cßn lại c¸c xưởng bia quy m« lớn
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 16
Sản xuất và tiêu thụ Bia (2)
Trên thế giới :
� S¶n l−îng : >150 tû lit/n¨m
•Năng suất > 10 tỷ lit/năm cã 2-3 n−íc (Đức, Mỹ, TQ)
•Mức tiêu thụ > 100 lit/ng/năm (Đức, Đan mạch, Tiệp)
•Quy mô sx : - Mỹ 5 công ty chiếm 60%,
- Canada 2 cty 94% toµn n−íc
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 17
Sản lượng bia thế giới 2001- 2006
100100100100100100 %Tổng1.21.31.31.41.51.5
Châu Úc/ChâuĐại Dương
4.64.54.44.44.34.2Châu phi10.710.710.210.210.711.1Nam Mỹ20.120.921.422.221.722.1Bắc Mỹ
30.028.528.526.926.526.0Châu Á/TrungĐông
33.434.134.134.935.335.1Châu Âu200620052004200320022001Vùng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 19
72,2 l/an/hab.Hongrie
82,1 l/an/hab.Venezuela35,4 l/an/hab.France
157 l/an/hab.République tchèque80,2 l/an/hab.Finlande
58,2 l/an/hab.Suisse881,6 l/an/hab.États-Unis
88,4 l/an/hab.Slovaquie75 l/an/hab.Estonie
101,5 l/an/hab.Royaume-Uni96,2 l/an/hab.Danemark
79 l/an/hab.Pologne78,9 l/an/hab.Portugal
78,7 l/an/hab.Pays-Bas49,7 l/an/hab.Brésil
50,5 l/an/hab.Norvège96,2 l/an/hab.Belgique
72,8 l/an/hab.Nouvelle-Zélande110,6 l/an/hab.Autriche
101,6 l/an/hab.Luxembourg91,5 l/an/hab.Australie
141,2 l/an/hab.Irlande161,5 l/an/hab.Allemagne
ConsommationPaysConsommation7Pays
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 20
Tình hình tiêu thụ bia trên thế giới 2007
51.3Nhật Bản3481.2Croatia1551.5Thuỵ Điển3381.6Mỹ1451.8Mexico3283.8Tây Ban Nha1355.5Na- Uy3184.1Slovakia1255.8Gabon3084.4Luxembourg1157.3Switzerland2985.0Phần Lan1058.1Cyprus2889.9Đan Mạch958.2Romania2793.0Bỉ858.6Venezuela2693.3Nam Tư758.9Nga2599.0Anh659.2Nam Phi24108.3Áo559.5Bulgari23109.9Úc459.6Bồ Đào Nha22115.8Đức359.7Aixơlen[d]21131.1Ailen268.3Canada20156.9Cộng hòa Czech1
Tiêu thụ(L/ng/năm)
NướcXếphạng
Tiêu thụ(L/ng/năm)NướcXếp
hạng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 21
Sản xuất và tiêu thụ Bia (3)Châu Á :
•Năng suất 7- 10 tỷ lit/năm (TQ, Nhật); TB 17 l/người.năm
•Tốc độ (của 10 năm) tăng TB 7% > < Châu Âu giảm 4%
(Thái lan tăng 26,5, Philipin 22, Malaxia 21, TQ 20%…)
•Quy mô sx : - Nhật 4 công ty chiếm 40,
- TQ 800 NM, 18 NM >150 triệul/năm, chiếm >25%
•Mức tiêu thụ: 50 lit/ng/năm Nhật ; 18-20 Singapore, Philipin.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 22
S¬ l−îc lÞch sö ngµnh bia ViÖt Nam
• MiÒn Nam: n¨m 1875 Ph¸p cho x©y dùng nhµ
m¸y bia Sµi Gßn thuéc h·ng BGI.
• MiÒn B¾c: n¨m 1890 Bia b¾t ®Çu cã mÆt Hµ
Néi
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 23
Trong thêi gian kh¸ng chiÕn : kh«ng cã nhµ m¸y
bia lín nµo ®−îc x©y dùng.
§Õn gi÷a thËp kû 80 : chØ cã hai nhµ m¸y nµy s¶n
xuÊt bia ®¸p øng ®−îc kho¶ng 60% nhu cÇu trong c¶
n−íc
• 2007 : >300 (2 quốc gia, 7 liên doanh & >300 cơ sở
S¬ l−îc lÞch sö ngµnh bia ViÖt Nam
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 24
109902005
2515002010
86242000
4,43301994
1,51001990
1,4871986
1,3601980
B×nh qu©n
(lÝt/ng−êi)
S¶n l−îng
(TriÖu lÝt)
N¨m
Sản xuất và tiêu thụ Bia VN
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 25
Hướng đi hiện nay của ngànhbia
Đa dạng hóa sản phẩm
Cải thiện và ổn định chất lượng sản phẩm
Giảm tối đa tổn thất trong sản xuất
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 26
§Þnh h−íng ph¸t triÓn c«ng nghiÖp bia ViÖt Nam
Môc tiªu cho ®Õn n¨m 2010:
nghµnh bia - r−îu - NGK nghµnh kinh tÕ m¹nh, khuyÕnkhÝch sö dông nguyªn liÖu trong n−íc, s¶n phÈm chÊt l−îngcao, cã uy tÝn, th−¬ng hiÖu
§Þnh h−íng ph¸t triÓn:
• HiÖn ®¹i hãa c«ng nghÖ.
• ¦u tiªn sö dông thiÕt bÞ trong n−íc.
• TËp trung ®Çu t− c¸c nhµ m¸y cã c«ng suÊt lín.
• Quy ho¹ch vµ x©y dùng c¸c trung t©m nghiªn cøu.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 27
Bia = malt đại mạch + hoa houblon + nước + nấm men
LÞch sö ngµnh bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 29
PHẦN I : Nguyên liệu chính trong sản xuất bia
ChươngChương I I : : ĐĐẠẠI MI MẠẠCHCH-- MALTMALT
1.1. 1.1. CCáácc loloạạii đđạạii mmạạchch
1.2. 1.2. CÊuCÊu trtróócc hhạạtt đđạạii mmạạchch
1.3.Th1.3.Thàành nh phphầầnn hohoáá hhọọcc
1.4. 1.4. ĐĐáánhnh gigiáá chchấấtt lưlượợngng đđạạii mmạạchch
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 31
§¹i m¹ch 2 hµng
Thuéc hä lóa mú (Gramineae), chi Hordeum
§¹i m¹ch hai hµng: Hordeum Distichum
� ChØ cã hai b«ng hoa trªn giÐ cã kh¶ n¨ng t¹o h¹t
� H¹t ph¸t triÓn tèt, trßn ®Òu
� Vá trÊu máng h¬n
CCáácc loloạạii đđạạii mmạạchch
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 32
§¹i m¹ch 2 hµng• §M mïa xu©n:
gieo h¹t th¸ng 2-4, sau 35-40 ngµy kÕt b«ng,
thu ho¹ch 7- 8
� §M mïa ®«ng :
gieo h¹t th¸ng 11, sau 100 ngµy kÕt b«ng
thu ho¹ch vµo th¸ng 7
CCáácc loloạạii đđạạii mmạạchch
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 33
§¹i m¹ch 6 hµngHordeum Hexastichum
= ®¹i m¹ch mïa ®«ng hay ®¹i m¹ch vu«ng
C¸c ®Æc tÝnh:
- Trªn 1 giÐ cã 6 hoa t¹o h¹t ch¾c
- Trªn trôc cã hai lo¹i h¹t. C¸c h¹t ë gi÷a cã d¹ng ®èi xøng, c¸c h¹t bªn h×nh thoi, gÇy h¬n vµ cã d¹ng xo¾n ®Æc biÖt.
- Vá th−êng dµy h¬n.
- Giµu enzym h¬n.
- S¶n l−îng lín (6 tấn /ha).
CCáácc loloạạii đđạạii mmạạchch
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 34
CÊu tróc h¹t ®¹i m¹ch
1.Líp al¬r«ng2. Néi nhò3. TÕ bµo trống4. Lớp biÓu m«5. Ngù6. MÇm7. Phôi lá8. Ph«i th©n9. Ph«i rÔ10. Rễ11. Vá h¹t
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 35
C¸c líp h¹t ®¹i m¹chVá trÊu
Vá qu¶
Vỏ hạt
Líp al¬rong
Néi nhò
Bảo vệ chồi
Lớp lọc
Màng bán thấm
Tiết enzym vàa.gibberelic
Chất dinh dưỡng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 36
Thµnh phÇn hãa häc h¹t
C¸c chÊt
Thµnh phÇn trung b×nh cña c¸c lo¹i ngò cèc (%)
§¹i m¹ch
Lóam×
Lóa m¹ch ®en
YÕnm¹ch Ng« G¹o
ChÊt kh« 85 86 85 87 86 86Tinh bét vµc¸c hydrocacbonkh¸c
60 65 63 53 60 70
Hîp chÊt chøaNit¬ 10 12,5 11,5 11,7 10 7,7
Hîp chÊtkh«ng Nit¬ 3,4 2,4 4,9 2,1 6,5 -
ChÊt bÐo 2,1 1,7 1,7 5,3 5,0 0,4
ChÊt tro 2,6 1,9 2,0 3,0 1,0 0,3
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 37
H¹t tinh bột đại mạch
1. Đại mạch 60oC2. Gạo 86oC3. Ngô 75oC4. Sắn 70oC5. Khoai tây 65oC
TinhTinh bbộộtt đđạạii mmạạchch• d hạt : 20-30 và 1-6 µm; Tinh bột :60-65 % ; • Amyloza 17-24 %, 60-600 gốc glucoza• Amylopectin 76-83 %, 2000 gốc glucoza• +I2 : mầu xanh
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 38
Các hợp chất hydrocacbon
- Xenluloza: (C5H10O5)n, 20% l−îng chÊt kh« cña vá, 2000 - 10000 gèc glucoza β 1-4
- Hemixenluloza, chÊt keo: n»m thµnh tÕ bµo. β-D-glucan (β 1-3 vµ β 1-4) vµ pentozan
- Pentozan- Pectin và lignin- Đường và polysaccarit : 5 %
Glucozan 2 % Raffinoza 0,3-0,5%Fructozan 1,8% Maltoza 0,1% Galactoza 0,1% Fructoza 0,1%Saccaroza 1 % Glucoza 0,1%
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 39
β - Glucan
-Tan trong nước hay kiềm tạo dung dịch có độ nhớt cao
-Trong thành tế bào liên kết với các peptit, không tan
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 40
Các hợp chất chứa nitơ•10-12 %, lớp alơrong và trong nội nhũ, bao quanh hạt tinh bột
• Vai trò : Chất dinh dưỡng cho nấm men, tạo bọt, tăng độ sánhvà tính bền keo cho bia
• Protein chia thành 4 nhóm : (30 axit amin)a- Albumin (Leucosin), 4%, tan trong nướcb- Globulin (Edestin), 31%, tan trong NaCl 10%c- Prolamin (Hordein), 36%, tan trong rượu 70 % (60 % là
axit glutamic và prolin)b- Glutelin, 29%, tan trong NaOH
• Albumoza và pepton• Peptit và polypeptit• Các axit amin
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 41
Các chất khác• Lipit : - 2-3 %, alơron (2/3), phôi (1/3)
- Không biến đổi trong qt nẩy mầm- Không tan trong nước theo bã- Ảnh hưởng độ bọt cña bia
• Polyphenol (anthocyanogen, proanthocyanidin) :- vỏ trấu , alơron- vị đắng chát cần loại bỏ
• Các vitamin :- B1, B2, C, E (tocophenol)Tổn thất
- Hợp chất vô cơ : - 2-3 % - P2O5 35% ; SiO2 25 % ; K2O 20 %
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 42
C¸c enzym thuû ph©n thµnh tÕ bµo
Sitaza: - Hemixeluloza pentoza +hexoza
- Enzym ®ét ph¸
- §é nhuyÔn cña malt
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =40oC
• β -1,4 glucanaza (exo-β-glucanaza):
- T¸c dông lªn β-1,4
- Kh«ng cã ë trong ®¹i m¹ch chÝn
- Tæng hîp trong qu¸ tr×nh nÈy mÇm
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =40oC, pH = 4,5
β-1,3 glucanaza: T¸c dông lªn c¸c liªn kÕt β-1,3
Pentosanaza: Thủy phân pentosan
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 43
C¸c enzym thuû ph©n tinh bét
α-amylaza: - Enzym dÞch hãa- VÞ trÝ bÊt kú trong ph©n tö tinh bét- Gi¶m nhanh η vµ mµu cña ièt- Tæng hîp trong qu¸ tr×nh nÈy mÇm- §iÒu kiÖn tèi −u : To =70-72, pH = 5,6-5,7
•β-amylaza: - Enzym ®−êng hãa- Trong ®¹i m¹ch 2 d¹ng (tù do vµ liªn kÕt)- Trong qu¸ tr×nh nÈy mÇm : 3-5 lÇn- §iÒu kiÖn tèi −u : To =60-65, pH = 4,7-4,8
Dextrinaza giíi h¹n: - C¾t s¸t m¹ch nh¸nh-Tæng hîp trong qu¸ tr×nh nÈy mÇm- §iÒu kiÖn tèi −u : To =55-60, pH = 5,1-5,2
- c¾t liªn kÕt α-1,4 vµ kh«ng t¸c dông lªn α-1,6
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 45
CÁC ENZYM thñy ph©n proteinProteinaza (endopeptidaza): - Ph©n c¾t thµnh chuçi peptit,
- Trong ®¹i m¹ch : Al¬rong vµ ph«i- Trong malt: 3-5 lÇn
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =50oC, pH = 4,6-5,0
Cacboxypeptidaza: - Xóc t¸c t¸ch c¸c axit amin tõ c¸c ®Çuchuçi chøa nhãm cacboxyl cña c¸c peptit
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =50-60oC, pH = 5,2
Aminopeptidaza: Xóc t¸c t¸ch c¸c axit amin tõ c¸c ®Çu chuçichøa nit¬ cña c¸c peptit
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =40-45oC, pH = 7,2
Dipeptidaza: -Thñy ph©n dipeptit
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =40-45oC, pH = 7,2
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 46
CÁC ENZYM KHÁC• Lipoxygenaza: - Ph©n huû axit linoleic.
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =62oC, pH = 6,6-6,7- T¹o tÝnh æn ®Þnh vÞ cña bia
• Lipaza: - Cã trong ph«i vµ líp al¬rong- T¨ng trong qóa tr×nh nÈy mÇm, gi¶m trong qóa tr×nh sÊy
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =35-40oC, pH = 5-6
• Phophataza: - T¸ch liªn kÕt este cña axit phosphoric trong tinh bét- T¨ng ®é chua, t¨ng lùc ®Öm cho dÞch ®−êng
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =70oC, pH = 5,6
• Phytaza: - T¸ch liªn kÕt este cña axit phosphoric víi inositol, - T¨ng ®é chua, t¨ng lùc ®Öm cho dÞch ®−êng
- §iÒu kiÖn tèi −u : To =50-53oC, pH = 4,5-5,0
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 47
®iÒu kiÖn tèi −u cña c¸c Enzym cã trong ®¹i m¹ch
Nature pH optimal Température optimale
Température de destruction
Oxydases :Lipoxygénase 6,5 40 70
Polyphénol oxydase 60-65 80Hydrolasesα-Amylase 5,7 70-75 80β-Amylase 4,7 60-65 70Dextrinase limite 5,1 55-60 65Protéinase 5,0-5,2 50-60 70Aminopeptidase 7,2 40-45 55Carboxypeptidase 5,2 50-60 70Endo β-1-3 glucanase 4,7-5,0 40-50 55Exo β-glucanase 4,5 40β-Glucane solubilase 6,6-7,0 62 73Maltase 6,0 35-40Lipase 6,8 35-40 60Phosphatase 4,5-5,0 50-53 70
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 48
иnh gi¸ chÊt l−îng ®¹i m¹ch
• Cảm quan :
- Mïi: Mïi thơm, rơm tươi. Mùi mèc bảo quản ướt
- MÇu s¾c vµ ®é s¸ng: vµng nh¹t, s¸ng ®ång nhÊt. (xanh, n©u )
- Vá: Vá gå ghÒ, máng, vá dÇy vµ ph¼ng chưa chín.
T¹p chÊt: Kh«ng cã h¹t d¹i, c¸t, sái, r¬m r¹, b«ng lóa, kim lo¹i, h¹t vìh¹t mèc hay l¹.
H¹t bÞ vì, søt mÎ: CÇn ®−îc lo¹i bá.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 49
иnh gi¸ chÊt l−îng ®¹i m¹ch
H×nh d¸ng vµ kÝch th−íc h¹t: - H¹t cÇn to, ®Òu vµ trßn, phô thuéc vµo gièng- Không có hạt nẩy mầm
C«n trïng: - không có c«n trïng (mät) trong khối hạt
(h¹t bÞ mät ¨n t¹o thµnh c¸c lç vµ khi ng©m c¸c h¹t nµy næi lªn trªn)
- không bị mốc (t¹o mïi khã chÞu trong bia)
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 50
иnh gi¸ chÊt l−îng ®¹i m¹ch
• §¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu lÝ häc:
- Dung träng: 65-75 kg/100 lít
-Khối lượng 1000 hạt : 35-47 g
- Phân loại hạt: rây 2,8, 2,5 và 2,2 mmLoại hảo hạng : min 95% (trên rây 2,8mm) ;
tạp chất < 2 % (trên rây 2,2mm)Loại 1 : min 90% (2,8 mm) ; 2-4 % (2,2mm )Loại TB : min 85% (2,8 mm) ; 3-4 % (2,2mm)
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 51
иnh gi¸ chÊt l−îng ®¹i m¹ch
• §¸nh gi¸ c¸c chØ tiªu lÝ häc:
- Năng lực nảy mầm : >90 % (3 ngµy); >95 % (5 ngµy)
- Tính nhạy cảm đối với nước: Nảy mầm 100 hạt trong 4 và 8 ml H20Chênh lệch số hạt : 0 10 20 35 50
nảy mầmĐộ nhạy: Không Yếu Trung bình Mạnh Rất mạnh
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 52
иnh gi¸ chØ tiªu ho¸ häc• §é Èm : 14-15
• Protein :10-12%
• ChÊt hoµ tan (chÊt chiÕt) : 77-80%
Sù “nghØ” cña h¹t
H¹t võa thu ho¹ch kh«ng cã kh«ng cã kh¶ năng nÈy mÇm
(khả năng tù b¶o vÖ cña h¹t ®Ó kh«ng n¶y mÇm ngay lËp
tøc sau khi thu hoạch)
kh«ng nªn s¶n xuÊt malt ngay sau thu ho¹ch
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 53
Chương II : HOA HOUBLON2.1. Giới thiệu cây houblon2.2. Thành phần hoá học của hoa houblon
• Nước• Các chất nhựa• Tinh dầu thơm• Polyphenol
2.3. Chế phẩm hoa houblon• Hoa cánh• Hoa viên• Cao hoa
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 54
Giới thiệu cây houblon• Humulus Lupulus• Cây leo, cao 6-7 m• 1000-2000 kg/ha• Cần chăm sóc kỹ• Cây trồng 15 năm• Thu hoạch bằng tay
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 55
Vai trß Hoa houblon
Vị đắng dụi
Hương thơm đặc trưng
Tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt
Tăng độ bền keo
TÝnh kh¸ng khuÈn
•Houblon thơm : Saaz, Tettnang, Golding, Strisselspalt
•Houblon thơm & đắng: Perle, Challengr
•Houblon rất đắng : Northrn Brewers, Target, Brewers Gold
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 56
Cấu tạo búp hoa houblon•Độ ẩm : 75 %
•Mầu vàng xanh
• Chỉ dùng hoa cái
• Búp hoa : 3-5 cm
• Cánh 40-100 (TB 60)
•Cuống
• Trục
•Nhị hoa
•Hạt lupulin
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 57
Thành phần hóa học hoa houblon
• N−íc 10-11%
• C¸c chÊt ®¾ng 12-21
• Xenlluloza 40-50
• C¸c chÊt chøa nit¬ 15-17
• Tinh dÇu 0,5-5
• C¸c chÊt tro 5-8
• Polyphenol (tanin) 2-5
• C¸c chÊt chiÕt kh«ng chøa nit¬ 27
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 58
Các chất ®¾ng trong hoa houblonC¸c chÊt ®¾ng (15-21%)
(tan trong methanol vµ trong ªte)
C¸c chÊt nhùa mÒm C¸c chÊt nhùa cøng(tan trong hexhan) (90%) 10% (tan trong ªte)
α-axÝt đắng Nhãm c¸c chÊt β cßn l¹i(6-9 %)
β-axÝt đắng C¸c chÊt nhùa mÒm kh¸c(3-4%) ch−a x¸c ®Þnh
(5-6%)
Lực đắng = α-axit đắng + (β -axit đắng + nhựa mềm)/9
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 59
α-Axit vÀ β-Axit ĐẮng
1 - 5CH2CH3Posthumulon
1 - 10CH2OHCH(CH3)Prehumulon
10 - 15CH(CH3)CH2CH3Adhumulon
20 - 30CH(CH3)2Cohumulon
35 - 70CH2CH(CH3)2Humulon
%Rα- axit
-Postlupulon
1 - 3Prelupulon
5 - 10Adlupulon
20 - 55Colupulon
30 - 55Lupulon
%β-axit
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 60
+α-Axit ĐẮNG
α-Axit ĐẮNG(trong hoa)
α-ISO Axit ĐẮNG(trong bia)
§é hoµ tan thÊp, vµphô thuéc pH
§é hoµ tan cao h¬n
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 61
Tinh dầu thơm•Hạt lupulin, 200 chất bay hơi, dễ`tan trong rượu• C¸c hydrocacbua : chiếm 75%
-Sesquitecpen (C15)
Nerolidol Humulen Aromadendren Caryophyllen
-Rất dễ bay hơi, còn lại rất ít trong dịch nấu hoa
-Mùi thơm đặc trưng
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 62
Tinh dầu thơm 2Monotecpen (C10):
Linalol Geranyl pyrophosphat Micxen Tecpinolen
α-Tecpinolen Limonen Nerol Geraniol
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 63
Tinh dầu thơm 3
C¸c hîp chÊt l−u huúnh :
- CH3SSSCH3, CH3SSSSCH3, CH3SSCH2SCH3, -- CH3SOCH2,
C¸c dÉn xuÊt oxygen ; c¸c vßng epoxy
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 64
Tanin và Polyphenol
- Giá trị CN :- Kết lắng và loại bỏ các hợp chất chứa nitơ
-Ổn định và tăng độ bền keo
-Có vị se, oxy hoá flobaphen (mầu đỏ)
-Tanin : Antocyanidin, Leucoantocyanidin, c¸c flavon vµ
catechin, c¸c axit phenolic vµ polyphenolic
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 65
Tanin
Catechin
Procyanidin C3
Cyanidin
Flavonol Procyanidin B3
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 66
Các chế phẩm hoa houblon• Hoa c¸nh : SÊy nhÑ 500C (W ≤ 11%), sau ®ã Ðp thµnh b¸nh
• Hoa viên loại 90.
• Hoa viên loại 45 (nồng độ cao).
• Hoa viên đã được đồng phân hóa (isomeric).
• Hoa viªn : chiÕm 1/3 thÞ tr−êng, vµ cã nhiÒu d¹ng:
� Cao hoa :
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 67
Hoa houblon viênHoa viªn 90 :
Từ 100 kg hoa thu được 90 kg sản phẩm
Houblon sÊy kh« (< 50oC, W 7-9 %) nghiÒn (bột 1-5 mm) Ðp thµnh viªn (thùc hiÖn ë ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng hay khÝ tr¬)
Hoa viªn 45 (giÇu α-axit) :
Từ 100 kg hoa thu được 45 kg sản phẩm có chứa lượng α-axit lớn
Houblon Tách hạt lupulin ở to rÊt thÊp (-200C) + cánhhoa nghiÒn vµ r©y ép và đóng gói
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 68
Chỉ tiêu chế phẩm hoa viên
Hoa viên đắng loại viên 45 :• Chỉ tiêu cảm quan.
- Màu xanh lá mạ hơi vàng.- Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.- Hình dạng: viên đùn không vỡ vụn.
• Chỉ tiêu hoá học.- Hàm lượng axit đắng 8%.
Hoa viên thơm loại viên 45 :• Chỉ tiêu cảm quan.
- Màu xanh lá mạ hơi vàng.- Mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu.- Hình dạng: viên đùn không vỡ vụn.
• Chỉ tiêu hoá học.- Hàm lượng axit đắng 6%.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 69
Houblon ®· ®−îc ®ång ph©n
� C¸c alpha axit ®−îc ®ång ph©n thµnh iso-alpha axit
trong qu¸ trình chÕ biÕn.
� Đưa vào nấu hoa hoặc
trong giai ®o¹n hoµn thiÖn
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 73
Cao hoa- Cao hoa “h÷u c¬”
Dung m«i h÷u c¬ (hexan, metanol, metylen
clorua, tricloetylen, etanol) ®Ó trÝch ly c¸c nhùa
®¾ng vµ tinh dÇu th¬m cña hoa houblon, sau ®ã
lµm bay h¬i dung m«i
- Cao hoa chiÕt b»ng CO2 :
chøa 95-99 % α-axit ®¾ng, nhiÒu tinh dÇu th¬m
h¬n c¸c lo¹i cao hoa kh¸c
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 74
Cao hoa
C¸c chÕ phÈm cao hoa = Kettle
Extract.
c« đặc sản phẩm víi hµm
l−îng α-axit tõ 30 ®Õn 50% (có thể
cao hơn).
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 75
Chỉ tiêu chế phẩm cao hoa
• Chỉ tiêu cảm quan:- Dạng keo màu vàng hổ phách.- Mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi, dễ nhận mùi.- Vị đắng rõ rệt.
• Chỉ tiêu hoá học:- Hàm lượng α axit đắng 30%.- Tan hết và có thể tạo kết tủa lắng nhanh khiđun sôi với nước hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 76
Nguyên liệu thay thế - gạoĐÓ ®¸nh gi¸ chÊt l−îng cña g¹o cÇn phải:
• KiÓm tra b»ng m¾t:
- TÊm hay bét g¹o mầu tr¾ng
- Mïi cña tÊm hay bét, kh«ng «i khÐt
• Chỉ tiêu ho¸ häc:
- Đé Èm: < 13%
- HiÖu suÊt hoµ tan: 80-85%
- Hµm l−îng chÊt bÐo: 0,5 - 0,7%
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 77
Nước trong CNSX malt-Bia
1. Thành phần nước
2. Độ cứng của nước
3. Ảnh hưởng các ion trong nước
4. Các phương pháp xử lý nước
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 78
Thành phần nướcNước chiếm 80-90 % trong biaCần khảo sát nguồn nước trước khi xây dựng nhàmáy biaNước ngầm:
-Cặn khô : 200-2000 mg/l (TB 500 mg/l)- Silic : 15-30 mg/l- Fe : 25-30 mg/l- NO3 : 20-100 mg/l
Nước dùng sx bia:-Uống được Mg+2 : <100 mg/l-Nước mềm Fe : <0,5 mg/l - Trong, không mùi vị Không có NH3, NO2- Cl- : <200 mg/l CaSO4 : <200 mg/l
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 79
Ảnh hưởng của muối Ca và Mg
Phản ứng với các chất có trong malt :
• 2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 → CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2BËc 1 BËc 2 BËc 2
kh«ng tan Tan• 4KH2PO4 + 3Ca(HCO3)2 →Ca3(PO4)2+2K2HPO4 +6H2O+ 6CO2
BËc 3 BËc 2
• 2KH2PO4 + Mg(HCO3)2 → MgHPO4 + K2HPO4 +2H2O + 2CO2. • 4KH2PO4 + 3Mg(HCO3)2→Mg3(PO4)2+2K2HPO4+6H2O+ 6CO2
• 4K2HPO4 + 3CaSO4 →Ca3(PO4)2+2KH2PO4 +3K2SO4
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 80
Ảnh hưởng Ca+2 tới chất lượng biaCa+2 : <150 mg/l
Ưu điểm
- Ổn định α-amylaza
-Tăng khả năng tách cặn nóng vàlạnh
Nhược điểm
-Giảm PO4-3 trong dịch đường
-Tăng độ hòa tan các chất chứanitơ vào dịch đường
-Giảm mầu dịch đường
-Giảm khả năng đồng phân α-axit đắng
-Giảm tính đệm của dịch đường
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 81
Ảnh hưởng Mg+2, Na+và K+
Ưu điểm
Mg+2 : <50 mg/l- Cofacteur, tốt qt trao đổi chất-Tạo độ sánh cho bia
Na+<150 mg/l ; K+<10 mg/l ; - Tạo độ sánh cho bia- không thay đổi pH
Nhược điểm- Giảm PO4
-3 trong dịch đường- Gây mùi vị khó chụi cho bia
-Tạo vị mặn, mùi khó chụi
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 82
Ảnh hưởng Fe, Cu, Mn, Zn, Pb
Fe+2, Fe+3 <0,2 mg/l-Xấu tới qt trao đổi chất, nấmmen dễ thoái hoá- Giảm độ sánh bia, mầu bọt-Gây mùi kim loại-Tạo cặn oxy hoá, gây đục bia
Cu+2<0,05 ; -*Cần cho quá trình trao đổi chất- Độc cho nấm men - Tạo cặn oxy hoá, gây đục bia
Mn+2 <0,05 ; Zn+2 <0,2 mg/l-*Cofacteur, tốt qt trao đổi chất- Gây mùi kim loại
Pb+2<0,01 mg/l;- Độc cho nấm men - Gây đục bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 83
Ảnh hưởng anion tới chất lượngbia
HCO3- <400 mg/l
- pH - Hoà tan tanin của vỏ malt, -Tạo vi đắng chát, bia kém tinhkhiêt- Mầu dịch đường-Giảm lượng cặn nóng lạnh
-Cl-<200 mg/l ; -*Tăng độ bền keo, độ sánh- Giảm khả năng kết lắng n/m- Tạo chlorophenol (mùi dượcphẩm)
SO4-2
-Bia uống có cảm giác bị khô-Vị đáng cứng-Hương vị kém (tạo SO2, H2S)
NO3-<15 ; NO2
-<0,1 mg/l; - Độc cho nấm men, qtlm- Diaxetyl- Mùi lạ
SiO3-2 <30 mg/l;
- Độc cho nấm men, qtlm- Tạo cặn, gây đục bia
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 84
Thành phần nước của một số loại bia
GiÇuBicacbon
88,329
1511875
284
Munich
8,323290,9Đc ts
<5028328014HCO3-
MÒmCøngGiÇuSunfat
MÒm§Æc tÝnh
8970,7Đc tt
<100107365Cl-<2002896385SO4
-2
<10023622Magiê<502622687Canxi
1110179051Cặn khô
ViÖt namDormund
BurtonPilsenCác chất
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 85
Nước dùng trong sx bia
•Nước nấu và đường hóa : nước mềm
•Nước làm lạnh : Mềm - tương đối cứng
•Nước rửa bã : Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, uống được
•Nước lò hơi : Nước mềm
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 86
Xử lý nước dùng trong sx bia
Phô thuéc vµo møc ®é s¹ch, cần qua 4 giai ®o¹n sau:
Lo¹i c¸c chÊt d¹ng huyÒn phï
Lo¹i c¸c chÊt hoµ tan
DiÖt vi sinh vËt
Làm mềm nước
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 87
Xử lý nước dùng trong sx bia1. Lo¹i bá cÆn :
� Läc (b»ng c¸c h¹t 0,8-1,2 mm)
� 10-20 m3 H2O/m2, chiÒu cao 2 m
2. Lo¹i bá chÊt hoµ tan :
� lo¹i bá Fe vµ Mn b»ng sôc O2
2Fe(HCO3)2 + 1/2 O2 + H2O = 2Fe(OH)3 + 4CO2
2FeS2 + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 8S
2MnCl2 + O2 + 4 H2O = 2MnO(OH)2 + 4HCl
� Nªn khö oxy
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 88
Xử lý nước dùng trong sx bia
3. Lo¹i bá vi sinh vËt ;
� Läc tiÖt trïng
� Tia UV
� Ho¸ chÊt ;
<1,2 mg Cl<1,2 mg Cl22/l /l hohoÆÆcc <0,4 mg ClO<0,4 mg ClO22/l /l ……
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 89
Xử lý nước dùng trong sx bia4. Khö ®é cøng n−íc :
• Trung hòa bằng axit:Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
Ca(HCO3)2 + 2CH3CHOHCOOH → (CH3CHOHCOO)2Ca + H2O + CO2
• Đun nóng
Ca(HCO3)2 →CaCO3 + H2O + CO2
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 90
S¬ ®å lµm mÒm n−íc
H2O cÇn xö lý
1 1
4 6
5
2
3
1. Thïng cationic
2. Thïng chøa n−íc
mÒm
3. B¬m ly t©m
4. Thïng chøa n−íc
röa
5. Thïng chøa dung
dÞch hoµ tan muèi.
6. Thïng chÕ biÕn
dung dÞch muèi
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 91
Tiªu thô n−íc trong sx malt vµ bia
8,5 ÷ 10 m3/1 tÊn malt3 ÷ 4 hl/1 hl dÞch ®−êng
2 hl/ 1 hl bia
2 hl/ 1 hl bia
3 ÷ 3,5 hl/ 1 hl bia10 ÷ 15 hl/ 1 hl bia1 - 2 hl/ 1 hl bia
1. Bé phËn nÊu2. Bé phËn lµm nguéi dÞch ®−êng
3. Bé phËn lªn men chÝnh
4. Bé phËn lªn men phô
5. Bé phËn röa chai vµ ®ãng chai6. Bé phËn l¹nh8- Bé phËn nåi h¬i
L−îng tiªu thôC«ng ®o¹n sản xuÊt
4-10 hl H2O cho 1 hl bia (TB 6 hl /hl bia)
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 92
L−îng n−íc sö dông trong sx bia trong(nhà máy hiÖn ®¹i )
0,051,600,400,100,200,300,201,000,100,30
•Xö lý n−íc•Sản xuÊt vµ xö lý dÞch ®−êng•Vệ sinh TB •Lªn men •Vệ sinh TB và röa èng dÉn•Läc vµ vệ sinh TB läc bia•Röa t¹i chç (läc vµ tank bia ®· läc)• Chiết chai (70%) + röa• Thanh trïng Pasteur• Chuyển thïng (30%) +rửa
L−îng tiªu thô(hl)
C«ng ®o¹n
8/27/2009 Đại học Bách khoa Hà nội 93
L−îng n−íc sö dông trong sx bia trong(nhà máy hiÖn ®¹i )
6,3•Tæng l−îng tiªu thô
0,500,100,100,300,300,101,00
• Thu håi khÝ CO2• H¬i n−íc víi thu håi hÕt chÊt ®ãng cÆn• M¸y nÐn lµm l¹nh• Bay h¬i, ng−ng tô• KhÝ nÐn• Th«ng giã• Röa chung
L−îng tiªu thô (hl)C«ng ®o¹n