Công nghệ sản xuất malt và bia - Lê Thanh Mai

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 Çc S¶n phÈm Lªn men

C«ng nghỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA

Người soạn : PGS.TS Lª Thanh Mai


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


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 çc ion trong n−íc ®Õn CN vµ CLSP

V.4 Xö lý n−íc trong qu¸ tr×nh nÊu bia


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


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


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


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.


§Þnh nghÜa Bia

Ph¸p : “Bia lµ mét lo¹i ®å uèng thu ®−îc b»ng çch lªn men

rượu dÞch chiết çc 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”


Thời kỳ Ai Cập cổ đại

� 5000 TCN, ng−êi SumÐrien vµ Assyrien ®· s¶n xuÊt ®å

uèng lªn men tõ çc lo¹i h¹t ngò cèc

� 4000 TCN, t¹i Ai CËp : bia cña Ai CËp =bia çc nhµ QuÝ

téc

� 2000 TCN, dưới thời vua Hammourabi, người Babilon đ·

viết thµnh s¸ch çc 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


B¶n kh¾c trªn ®¸

Cã tõ 3 000 n¨m tr−íc C«ng nguyªn



X−ëng bia kh¾c trªn ®¸

Cã tõ 2 500 n¨m tr−íc CN, t×m thÊy trong ng«i mé Ai cËp



§· t×m thÊy çc dÊu vÕt SX bia t¹i §an m¹ch

Çc 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 :

- çc 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


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


Thời kỳ Louis Pasteur

�Trong CM Ph¸p thời kỳ tµn của çc xưởng bia nhµ thờ

� Thời Napoleon çc 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 çc �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



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 ; çc 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 çc xưởng bia quy m« lớn



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


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


L−îng bia tiªu thô tÝnh theo vïng (2004)


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


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


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.


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


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


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


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


§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− çc nhµ m¸y cã c«ng suÊt lín.

• Quy ho¹ch vµ x©y dùng çc trung t©m nghiªn cøu.


Bia = malt đại mạch + hoa houblon + nước + nấm men



Sơ đồ CNSX Malt-Bia


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


§¹i m¹ch


§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


§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



§¹i m¹ch 6 hµngHordeum Hexastichum

= ®¹i m¹ch mïa ®«ng hay ®¹i m¹ch vu«ng

Çc ®Æc tÝnh:

- Trªn 1 giÐ cã 6 hoa t¹o h¹t ch¾c

- Trªn trôc cã hai lo¹i h¹t. Çc h¹t ë gi÷a cã d¹ng ®èi xøng, çc 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).



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


Çc 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


Thµnh phÇn hãa häc h¹t

Çc chÊt

Thµnh phÇn trung b×nh cña çc lo¹i ngò cèc (%)

§¹i m¹ch

Lóam×

Lóa m¹ch ®en

YÕnm¹ch Ng« G¹o

ChÊt kh« 85 86 85 87 86 86Tinh bét vµçc 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


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


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%


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


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


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 %


Çc 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 çc liªn kÕt β-1,3

Pentosanaza: Thủy phân pentosan


Çc 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


Amylaza

α-amylaza β-amylaza


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 çc axit amin tõ çc ®Çuchuçi chøa nhãm cacboxyl cña çc peptit

- §iÒu kiÖn tèi −u : To =50-60oC, pH = 5,2

Aminopeptidaza: Xóc t¸c t¸ch çc axit amin tõ çc ®Çu chuçichøa nit¬ cña çc peptit


Dipeptidaza: -Thñy ph©n dipeptit



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


®iÒu kiÖn tèi −u cña çc 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


Đ¸nh 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, çt, sái, r¬m r¹, b«ng lóa, kim lo¹i, h¹t vìh¹t mèc hay l¹.

H¹t bÞ vì, søt mÎ: CÇn ®−îc lo¹i bá.



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 çc lç vµ khi ng©m çc h¹t nµy næi lªn trªn)

- không bị mốc (t¹o mïi khã chÞu trong bia)



• §¸nh gi¸ çc 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)



• §¸nh gi¸ çc 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


Đ¸nh 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


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


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


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


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


Thành phần hóa học hoa houblon

• N−íc 10-11%

• Çc chÊt ®¾ng 12-21

• Xenlluloza 40-50

• Çc chÊt chøa nit¬ 15-17

• Tinh dÇu 0,5-5

• Çc chÊt tro 5-8

• Polyphenol (tanin) 2-5

• Çc chÊt chiÕt kh«ng chøa nit¬ 27


Các chất ®¾ng trong hoa houblonÇc chÊt ®¾ng (15-21%)

(tan trong methanol vµ trong ªte)

Çc chÊt nhùa mÒm Çc chÊt nhùa cøng(tan trong hexhan) (90%) 10% (tan trong ªte)

α-axÝt đắng Nhãm çc chÊt β cßn l¹i(6-9 %)

β-axÝt đắng Çc 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


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


+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


Tinh dầu thơm•Hạt lupulin, 200 chất bay hơi, dễ`tan trong rượu• Çc 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


Tinh dầu thơm 2Monotecpen (C10):

Linalol Geranyl pyrophosphat Micxen Tecpinolen

α-Tecpinolen Limonen Nerol Geraniol


Tinh dầu thơm 3

Çc hîp chÊt l−u huúnh :

- CH3SSSCH3, CH3SSSSCH3, CH3SSCH2SCH3, -- CH3SOCH2,

Çc dÉn xuÊt oxygen ; çc vßng epoxy


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, çc flavon vµ

catechin, çc axit phenolic vµ polyphenolic


Tanin

Catechin

Procyanidin C3

Cyanidin

Flavonol Procyanidin B3


Các chế phẩm hoa houblon• Hoa çnh : 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 :


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


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%.


Houblon ®· ®−îc ®ång ph©n

� Çc 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


Các loại chế phẩm hoa houblon


Hoa viên

Viªn hinh trô 10-15 x 6mm



Cao hoa- Cao hoa “h÷u c¬”

Dung m«i h÷u c¬ (hexan, metanol, metylen

clorua, tricloetylen, etanol) ®Ó trÝch ly çc 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 çc lo¹i cao hoa kh¸c


Cao hoa

Çc chÕ phÈm cao hoa = Kettle

Extract.

c« đặc sản phẩm víi hµm

l−îng α-axit tõ 30 ®Õn 50% (có thể

cao hơn).


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.


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%


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


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


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


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


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


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


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


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


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


Xử lý nước dùng trong sx bia

Phô thuéc vµo møc ®é s¹ch, cần qua 4 giai ®o¹n sau:

Lo¹i çc chÊt d¹ng huyÒn phï

Lo¹i çc chÊt hoµ tan

DiÖt vi sinh vËt

Làm mềm nước


Xử lý nước dùng trong sx bia1. Lo¹i bá cÆn :

� Läc (b»ng çc 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


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 ……


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


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


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)


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


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

Documents

Công nghệ sản xuất malt và bia - Lê Thanh Mai