Đề tài Các nguyên liệu sản xuất bia và quy trình sản xuất bia

ất. Các yếu tố và mục đích như:           - Mức độ đắng           - Độ thơm           - Bền mùi           - Bền bọt Ví dụ : Tính toán lượng Houblon sử dụng trong sản xuất bia Giả thiết đầu: -Thể tích dịch 100 Hl -Độ đắng 20 mg/ lít Iso α- acid trong sản phẩm cuối cùng -Sản phẩm Hop 90 % Aroma viên chứa 5 % α- acid -Thời điểm sử dụng Houblon: Giai đoạn đun sôi -Cao chứa 30 % α- acid Tính toán:  (a) Tổng số  iso-α-acids cần có trong 100 hl: 20 (mg/l) x 100 = 2000 mg/hl 2000 (mg/hl) x 100 (hl) = 200,000 mg =  0.20 kg iso-α-acids (b) Lượng cao 30 % sử dụng: 0.20 x 100/30 = 0.67 kg α-acids (c) Lượng α-acids chứa trong hoa viên aroma (5 %): 0.67 x 100/5 = 13.4 kg hoa viên aroma 3.3. Đánh giá chất lượng Hops Chất lượng hoa huplong được đánh giá qua hai chỉ tiêu đại diện: cảm quan và các thành phần hóa học chủ yếu. Về cảm quan hoa huplong được xếp theo 3 loại sau: Loại 1: Hoa có màu vàng đến vàng óng, cánh hoa to đều chắc, chưa bị rách và bị bệnh. Loại 2: hoa có màu vàng hoặc vàng lục, cho phép có những chấm đỏ caphê trên cánh hoa đồng thời có một số hoa bị rách cánh hoa khoảng 1,5 cm. Loại 3: màu hoa từ xanh vàng đến màu nàng, cánh hoa bị rách nhiều và có nhiều vết đỏ caphê trên cánh hoa. hàm lượng tanin trong hoa dao động khá lớn, thường từ 2-6% trọng lựơng hoa. Giá trị các thành phần hóa học hoa huplong, căn cứ vào tổng lựơng chất đắng tinh dầu và tanin có trong hoa: Bảng 3: Hàm lượng chất đắng trong hops Chỉ tiêu Bột hoa hops (% chất khô) Bột hoa đã được xử lý (% chất khô) Cao hoa (% chất khô) Tổng nhựa 12-14 22-40 30-60 Tổng hàm lượng nhựa mềm 10-18 18-36 24-34 Giá trị về độ dẫn điện 4-10 7-20 9-30 Phần nhỏ 5-9 11-16 15-24 Nhựa cứng 2-4 2-7 3-10 (Nguồn: Nguyễn Thị Hiền. 2007) 3.4. Các loại sản phẩm Houblon Trước đây người ta thường chia Houblon làm 3 loại: Hương (chứa nhiều hương, hàm lượng α-acid 3- 7 %); Nhiều mục đích (Hương thơm, hàm lượng α- acid 6- 10 %); Hàm lượng α-acid cao (hương thơm tạm chấp nhận, hàm lượng α- acid 9- 16 %). Hiện nay trên thị trường Houblon có 2 dạng: Dạng cao và dạng viên. - Houblon cao: cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt màu xanh lá đậm. Houblon dạng này đã qua quá trình trích ly cô đặc nhựa houblon nên hàm lượng α-acid đắng rất cao. Sử dụng dạng houblon cao vì khi trích ly sẽ tách được chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất lượng của chất đắng được bảo toàn tốt hơn, sử dụng thuận lợi và hiệu quả hơn nhiều. Nhược điểm chủ yếu của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơm thấp, ngoài ra các nhà sản xuất bia còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ của dung môi nên có thể mang độc tố và ảnh hưởng tới môi trường. Houblon cao được đóng trong hộp sắt tây và bảo quản ở điều kiện lạnh. - Houblon viên: cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khô, xay nhuyễn và được ép thành viên. Houblon viên tạo mùi đặc trưng cho bia, có dạng viên nhỏ, có thành phần α-acid đắng ít nhưng lượng tinh dầu nhiều, chủ yếu dùng trích ly hương. Có 3 loại hoa viên - Hoa viên loại 90 - Hoa viên loại 45 (nồng độ cao) - Hoa viên đã được đồng phân hóa (isomeric) Houblon viên được đóng gói trong bao giấy nhôm và cũng được bảo quản trong điều kiện lạnh. IV. Nấm men Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là men ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces uvarum), với nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hoá đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và cacbon dioxit (CO2). Trước khi các chức năng của men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang dã. Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng 4-6 % rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2 % và cao tới 14 % trong một số trường hợp nào đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20 % cồn. 4.1. Đặc điểm sinh học Tế bào nấm men có kích thước thay đổi từ 5- 10 μm chiều dài và 5- 7 μm chiều dày tùy theo độ tuổi; giai đoạn lên men; điều kiện lên men và vòng đời. 4.1.1 Vách tế bào Vách tế bào nấm men đóng vai trò trong việc bảo vệ, tạo dáng, tiếp nhận cơ chất đặc biệt trong trong các phản ứng chuyên biệt. Chiều dày vách tế bào từ 100- 200 nm, chiếm 15- 25 % chất khô của tế bào bao gồm phần lớn phosphomannan (31 %) và glucan (29 %). Vách tế bào có 3 loại glucan không tan trong kềm, không tan trong axit và β-1,3-linked polymer, chúng đóng vai trò giữ cho vách tế bào bền chắc. Chúng cũng có một số nhánh glucan hòa tan trong kềm hầu hết là β-1,3-linkages, cùng một ít  β-1,6-linkages. Vách tế bào cũ chứa một ít β-1,6-linked glucan. Chitin, một polymer của N-acetylglucosamine cũng có trong vách tế bào với số lượng chiếm 2 - 4% chủ yếu hiện diện tại vị trí sẹo chồi. Lipid chiếm khoảng 8.5 % và protein chiếm 13 %. Carbohydrate có trên bề mặt của tế bào nấm men đóng vai trò kháng nguyên và mang tính chất miễn dịch của tế bào. Thành phần của vách tế bào phụ thuộc vào điều kiện phát triển, tuổi của canh cấy, và đặc biệt phụ thuộc vào chủng nấm men. 4.1.2 Màng plasma (Plasma Membrane) Tác dụng chống lại sự xâm nhập của nước trong môi trường (cấu trúc có những phần tử kị nước quay ra ngoại và những phần tử ưa nước bên trong nội bào). Thành phần chính của màng plasma bao gồm lipid và protein (liporotein) theo tỉ lệ nhất định ngoài ra nó cũng chứa một ít Carbohydrate. Bề dày màng plasma khoảng 8-10 nm, với những điểm nhô. Đây là những điểm giúp tế bào hấp thu cơ chất từ môi trường vào và trao đổi chất với môi trường bên ngoài. Ngoài ra đây còn là nơi các enzyme ngoại bào được phóng thích ra môi trường. Cấu trúc của màng có một lớp protein được chèn giữa hai lớp lipid tạo thành bề mặt kị nước hai bên màng. Với cấu trúc này chúng giúp tế bào duy trì và ngăn chặn sự lưu thông trong và ngoài tế bào. Màng plasma đóng vai trò trong việc kiểm soát các chất vào và ra khỏi tế bào một cách chọn lọc. 4.1.3. Khe quanh tế bào chất (The Periplasmic space) Đây là khoảng giữa bề mặt bên ngoài của màng plasma và bề mặt trong của vách tế bào. Nơi đây tiết ra các dịch tế bào bao gồm enzyme invertase, acid phosphatase. Cụ thể tại đây đường succrose bị phân hủy bởi enzyme invertase tạo thành fructose và glucose. 4.1.4. Nhân tế bào Nhân tế bào có đường kính khoảng 2 mm, ở trạng thái nghỉ nhân thường có vị trí kế bên không bào. Nhân tế bào chứa DNA và protein chúng được bao bọc bởi màng nhân. Nhân chứa 16 cá thể liên kết trong phân tử DNA. Màng nhân có những nếp gấp, những nếp gấp này liên quan đến vòng đời của tế bào. 4.1.5. Ty thể Ty thể là nơi tạo ra năng lượng của tế bào, chúng ta có thể ví ty thể như một nhà máy phát điện của tế bào. 4.1.6. Không bào Không bào là một bào quan lớn nhất trong tế bào có nhiệm vụ lưu trữ chất dinh dưỡng, chúng ta dễ dàng nhìn thấy dưới kính hiển vi. Không bào thay đổi kích thước theo vòng đời của tế bào. Không bào của những tế bào trưởng thành lớn hơn so với tế bào. Vào cuối chu kỳ phân chia không bào sẽ chia làm hai một trong tế bào mẹ và một trong tế bào. Không bào chứa các enzyme thủy phân protein, những enzyme thủy phân khác cũng như những sản phẩm như acid. Không bào được bao bọc bởi một màng gọi là tonoplast. 3.1.7. Sinh trưởng- Sinh sản Hầu hết các chủng nấm men trong sản xuất bia là nhị bội thể (diploid), đa bội thể (polyploid) hoặc có số bội thể không chỉnh (aneuploid), trong khi đó các chủng trong phòng thí nghiệm hấu hết là đơn bội thể (haploid). Vòng đời của nấm men được tính từ khi chúng được tạo ra từ tế bào mẹ đến khi chúng chết. Sự sinh sản của nấm men không phải là không có kết thúc. Tuổi của nấm men phụ thuộc vào số lần chúng đã phân chia. Khả năng phân chia tối đa của nấm men được gọi là “Hay flick limit.” Khi tế bào đạt đến giới hạn này nó sẽ không thể tiếp tục sinh sản nữa và sẽ chết. Mỗi tế bào nấm men có thể sinh sản được từ 10- 33 tế bào con. Trong sản xuất công nghiệp chủng nấm men lên men bia ale có thể đạt tối đa 21,7 ±7,5 lần phân chia và tối thiểu 10,3 ± 4,7 lần phân chia. Khi quan sát dưới kính hiển vi chúng ta có thể xác định tuổi của tế bào dựa vào số lượng sẹo chồi, và sự gia tăng kích thước của tế bào, số lượng nếp gấp trên bề mặt nhân, số lượng hạt trong tế bào chất, và tình trạng nảy chồi của tế bào. Tế bào càng già khả năng thích ứng với các biến đổi càng kém. Do sinh sản bằng kiểu nảy chồi vì vậy sau một lần sinh sản trên tế bào mẹ sẽ hiện diện một vết sẹo, điều này không có trên tế bào con. Như vậy số sẹo chồi trên bề mặt tế bào nấm men trong tuổi sinh sản sẽ tăng dần (10- 40). Trong điều kiện môi trường giàu chất dinh dưỡng như dịch nha và điều kiện nhiệt độ tối ưu thời gian để tạo ra một thế hệ mới khoảng 90 phút. 4.1.8. Phân loại: Nhóm nấm men nổi: Nhiệt độ lên men: từ 10-250C Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường. Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày nổi trên bề mặt cùng bọt bia, bia tự trong chậm. Khả năng lên men đường tam kém. Nhóm nấm men chìm: Nhiệt độ lên men: từ 0 -100C Lên mem mạnh xảy ra trong lòng môi trường. Khi lên men xong, các tế bào cũng kết chùm hoặc chuỗi, song lại lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn. Khă năng lên men đường tam tốt. Một vài đặc tính sinh lý quan trọng của nấm men chìm. Đa số các giống nấm men chìm sinh sản tốt ở 8-250C. Ở nhiệt độ thấp (2-80C) chúng sinh sản chậm, nhưng vẫn lên men được bởi vì nấm men bia là những vi sinh vật hiếu khí không bắt buộc. Ảnh hưởng của vitamin: Trong môi trường có đầy đủ các vitamin (đặc biệt là B6), nấm men sẽ phát triển tốt. Tuy nhiên, ảnh hưởng của từng loại vitamin đến sự sinh sản của chúng không như nhau. Khả năng kết lắng: Tính chất này của nấm men rất có ý nghĩa trong sản xuất bia. Chúng tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nhất là hàm lượng nitơ hòa tan trong môi trường; pH của môi trường. Rơi vào các điểm đẳng điện của protein, nấm men sẽ thể hiện tính kết lắng. 4.2. Quá trình nuôi cấy Để bảo quản men giống, cần phải dùng các loại môi trường lỏng – đặc khác nhau. Môi trường lỏng: Dịch đường hóa chưa có huplong, ở nồng độ khoảng 11 % chất khô Dịch đường hóa đã có huplong, ở nồng độ khoảng 11 % chất khô Môi trường Hasen:      Glucoza hoặc maltoza 50 g Peptone 10 g KH2P04 3 g MgS04 2-5 g Môi trường hesnebeg: Sacaroza 150 g Aspagin hoặc peptone  3 g KH2P04 5 g MgS04 2 g Môi trường đặc: Môi trường agar: 1.5-2 % agar trong một những môi trường lỏng trên. Môi trường gelatin: 10 % gela tin trong một những môi trường lỏng trên. Xử lí và tái chế nấm men Theo Hennerbeg, nấm men sẽ bị chết sau 24 h nếu sống trong môi trường axit với các nồng độ sau:           HCl: 0.39 % Axit foocmi 0.17 %           HNO3 0.14 % Axit oxalic 0.46 %           H2SO4 0.8 % Axit axetic 1.00 % Trong sản xuất bia hay dùng H2SO4 10 % pha lẫn với dịch nấm men có nồng độ axit là 0.2 % để xử lý. Ở môi trường axit, nấm men từ trạng thái kết dính thành mảng bông sẽ từ từ tách ra ở dạng bụi. Dùng rây hoặc lưới kích thước rất nhỏ sẽ loại bỏ những nấm men già, chết. Sau đó dùng soda để trung hòa đưa pH về trở lại 4.5-5. Những tế bào khỏe tốt sẽ lại từ từ kết lắng trở lại, còn những tế  bào chết hoặc già sẽ nổi lên trên, dùng nước lạnh 2-30C lần sẽ thu hồi được men sữa tốt dùng cho chu kỳ tiếp theo. Giống trong quá trình vân chuyển từ trung tâm đến nhà máy cần bảo đảm các yêu cầu sau: 1. Chọn lọc giống có khả năng cao nhất. 2. Không bị ngoại nhiễm. 3. Không chứa cơ chất lên men bằng cách rửa sạch bằng chất lỏng đã tiệt trùng hoặc ly tâm. 4. Bảo đảm nhiệt độ 0oC trong suất quá trình vận chuyển. 5. Giống ở dạng paste có thể vận chuyển trong khoảng cách ngắn, nhưng nếu vận chuyển đi xa và dài ngày phải bảo đảm độ ẩm tối ưu khoảng 70 %. 6. Khi vận chuyển với số lượng nhỏ có thể giữ lạnh. 7. Phải theo dõi các thông số trong suất quá trình vận chuyển như: Chất lượng, nhiệt độ, hoạt độ, và tình trạng ngoại nhiễm vi khuẩn. 4.3. Nhu cầu dinh dưỡng 4.3.1. Nhu cầu Oxygen Oxygen đóng vai trò quan trọng trong quá trình tăng sinh khối của nấm men. Quá trình tạo ra sản phẩm chủ yếu của lên men bia là cồn được hình thành trong điều kiện kị khí. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả cao trong lên men bia khối dịch cần đạt yêu cầu về mật độ nấm men. Oxygen cần thiết để nấm men tổng hợp sterols và acid béo nhằm tăng sinh khối quá trình này xảy ra trong điều kiện nồng độ oxygen dưới tối ưu (suboptimal concentrations). Thực ra  nấm men có khả năng phát triển trong điều kiện kị khí khi và chỉ khi một hợp chất ngoại sinh thêm vào giúp nấm men có thể tổng hợp sterol và acid béo từ carbohydrate. Sterols và acid béo có rất nhiều trong malt tuy nhiên trong quá trình sản xuất chúng ta đã ngăn không cho chúng hiện diện trong dịch nha. Oxygen hòa tan (DO) tối ưu cung cấp cho bất cứ chủng nấm men bia nào cũng cần phải có độ tinh khiết và chất lượng cao. Nhu cầu oxy trong lên men phụ thuộc vào chủng nấm men. Giống nấm men ale được chia làm 4 nhóm dựa vào nhu cầu về oxy. Tương tự chủng nấm men lager cũng có nhu cầu về oxy trong quá trình rất rộng. Nhu cầu cụ thể về oxy của một chủng nấm men sử dụng trong sản xuất bia hoặc được cung cấp bởi nhà phân phối giống hoặc từ thực tế sản xuất. 4.3.2. Nước Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của tế bào nấm men. Không có nước không thể có qua trình đồng hóa thức ăn và quá trình trao đổi chất bên trong tế bào 4.3.3. Nguồn cacbon Nguồn cacbon là nguồn chủ yếu liên quan đến quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng. Nấm men có khả năng đồng hóa hoàn toàn đường glucose, fructose và mannose. Ngoài ra, tùy thuộc vào chủng giống, nấm men còn có thể đồng hóa hoàn toàn hoặc một phần nào đó đường galactose. Đường disaccarit quan trọng cần quan tâm tới là saccarose, lactose, melibiose. Nấm men đồng hóa lên men rất tốt maltose và saccarose, đồng hóa hoàn toàn hoặc một phần đường lactose. Riêng melibiose chỉ lên được khi có enzyme melibiose. Nấm men nổi (lên men nổi) chỉ lên men được 1/3 rafinose sau khi phân giải ra một phân tử fructose và melibiose. Nấm men chìm (lên men chìm) có khả năng thủy phân hoàn toàn rafinose do có enzyme invectase và melibiose. Các polisaccarit cần được thủy phân hoàn toàn bằng acid hoặc enzyme thì nấm men mới có thể sử dụng được. 4.3.4. Nguồn nitơ Ý nghĩa chủ yếu của nguồn nitơ là cung cấp cho tế bào nguyên liệu để hình thành các nhóm amin (-NH2) và imin (-NH-) để tổng hợp nên protein và các hợp chất khác của nguyên chất. Nấm men đồng hóa được các hợp chất acid amin và nitơ vô cơ. Dễ đồng hóa hơn cả là ion NH4+ và amoniac NH3 với lượng sử dụng lớn nhất là 20 – 35 mg nitơ/109 tế bào. Nguồn nitơ được coi là tốt nhất và được đồng hóa hoàn toàn là urê NH2–CO–NH2 + H2O = 2NH3 + CO2 Nấm men có thể tự tổng hợp các acid amin. Tuy nhiên nếu cho các acid amin vào môi trường thì các quá trình sinh sản và phát triển của tế bào sẽ nhanh hơn. Nấm men đồng hóa các acid amin bằng cách amin hóa (tách NH3 ra khỏi các chất), do đó các nguồn nitơ khác nhau sẽ có ảnh hưởng rất ít tới hàm lượng acid amin trong tế bào nấm men. Bảng 4: Trình tự sử dụng các acid amin của nấm men bia Nhóm A Nhóm B Nhóm C Nhóm D Arginin Asparagin Acid aspartic Acid glutamic Glytamin Lysin Serin Threonin Histidin Isolơxin Lơxin Methionin Valin Alanin Glyxin Phenylalanin Tryptophan Tyrosin Prolin (Nguồn: Khoa Học-Công Nghệ Malt Và Bia, Nguyễn Thị Hiền cùng cộng sự, 2007) Nấm men bắt đầu hoạt động bằng việc sử dụng các acid amin cảu nhóm A. Chỉ khi nào các acid amin của nhóm A đã được sử dụng hết thì nấm men mới chuyển sang hấp thụ các acid amin của nhóm B. Các acid amin của nhóm C và D hầu như không được sử dụng trong quá trình lên men chìm cũng như trong lên men nổi. 4.3.5. Các chất khoáng Trong môi trường dinh dưỡng cần phải có một lượng nhất định các chất khoáng để bảo đảm cho tế bào phát triển. Nếu trong môi trường tổng hợp thì các chất khoáng sau đây cần thiết cho nấm men. Bảng 5: Các khoáng chất cần thiết cho nấm men Chất khoáng Hàm lượng K2HPO4 KH2PO4 MgSO4.7H2O MgSO4.4H2O FeSO4.7H2O ZnSO4.7H2O CuSO4.5H2O Na2SO4 CaCl2 1,00 – 2,00 1,00 – 2,00 0,20 – 0,50 0,02 – 0,10 0,05 – 0,20 0,02 – 0,10 0,01 – 0,05 0,01 – 0,02 0,02 – 0,05 (Nguồn: Khoa Học-Công Nghệ Malt Và Bia, Nguyễn Thị Hiền cùng cộng sự, 2007) Nếu nồng độ các chất này trong môi trường ít hơn nồng độ đã nói ở trên thì quá trình phát triển sẽ chậm lại, còn nếu nhiều hơn thì áp suất thẩm thấu tăng, ức chế qúa trình sinh sản. Photpho rất cần thiết cho quá trình tổng hợp các thành phần nguyên sinh chất và có trong thành phần của nhiều coenzyme, dùng để photpho hóa các hydrocacbon trong quá trình oxy hóa. Photpho còn tham gia vào những phản ứng vận chuyển năng lượng. Nó được cung cấp dưới dạng muối kali hay natri. Nếu lượng photpho ít thì tổng hợp protein giảm và tổng hợp lipid tăng. Kali và natri chiếm 1/5 – 3/4 hàm lượng chất tro. Nếu thiếu Na+ hoặc K+ trong môi trường nuôi cấy thì quá trình phát triển sẽ bị chậm lại. Magie có khả năng thúc đẩy quá trình sinh sản và tổng hợp riboflavin. Hàm lượng Mg2+ có trong tế bào nấm men là 0,3 – 0,4 %. Kẽm tuy có rất ít trong môi trường nhưng đóng vai trò cực kì quan trọng. Nhờ có Zn, các quá trình oxy hóa xảy ra hoàn toàn và khả năng đồng hóa glucose tăng. 4.3.6. Các chất kích thích sinh trưởng Thường là các vitamin và các acid amin. Các loại vi sinh vật khác nhau có nhu cầu về vitamin rất khác nhau. Đa số các chủng nấm men đang ở giai đoạn nhân giống cần đến isositol, canxi pantothenat, thiamin và đặc biệt là biotin. Tế bào sử dụng các chất này để tạo tế bào chất. Nồng độ của vitamin có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển là 0,01 – 1,10 mg/l. Các vitamin quan trọng như B1, B3, B6, B7. 4.3.7. Chuyển hóa Hydrocarbon trong dịch nha Dịch nha chứa các loại đường như Fructose, Glucose, Maltose, Maltotriose và dextrin. Nấm men dùng trong sản xuất bia chỉ sử dụng được 4 loại đường trên ngoại trừ đường dextrin để tạo ra sản phẩm bậc 2 và phục vụ nhu cầu năng lượng của tế bào. Glucose và Fructose luôn luôn được ưu tiên sử dụng trước sau đó mới tới đường Maltose và Maltotriose. Việc sử dụng đường Maltose và Maltotriose phụ thuộc vào nồng độ đường glucose có trong dịch nha khi Glucose cao (lớn hơn 1 % w/v) thì gene MAL loci (gene điều khiển chuyển hóa Maltose và Maltotriose) bị khống chế. Khi hàm lượng glucose giảm xuống còn 40- 50 % thì quá trình sử dụng Maltose và Maltotriose mới bắt đầu. Như vậy việc có mặt của glucose trong dịch nha là nguyên nhân làm giảm tốc độ lên men. 4.4. Sản phẩm sinh ra từ nấm men (Bài tiết của nấm men) Một trong những chất bài tiết của nấm men trong quá trình lên men là Ethanol. Đây là chất có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm bia. Ngoài ra, thành phần các chất sinh ra từ nấm men cũng có ảnh hưởng đến chất lượng như mùi. Sự hình thành những sản phẩm này phụ thuộc vào cân bằng chuyển hóa trong môi trường nuôi cấy và có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất của sản phẩm. Chủng nấm men, nhiệt độ lên men, tỉ lệ thế liệu, pH nước nha, tỉ trọng nước nha, nồng độ oxy, áp suất… Đều là những yếu tố có ảnh hưởng đến sản phẩm sinh ra từ nấm men. Một vài chất dễ bay hơi cũng đóng vai trò rất lớn trong việc quyết định hương bia, trong khi những chất khác lại đóng vai trò làm hương nền của sản. Các chất đó bao gồm ester, carbonyl, acid hữu cơ, hợp chất sulfur, amine, phenol, và một số dạng tạp 4.4.1. Cồn (Alcohols) Thành phần alcohol chủ yếu do nấm men sinh ra là ethanol, tuy nhiên một vài loại cồn khác cũng được tạo ra như các cồn bậc cao, dầu fusel các thành phần này góp phần quan trọng đến hương bia. Sự hình thành các sản phẩm cồn liên quan đến con đường tổng hợp protein của tế bào nấm men. Cồn bậc cao có thể được tổng hợp thông qua 2 cách: từ carbohydrate của dịch nha (đồng hóa) hoặc trong quá trình chuyển hóa amino acid (dị hóa). Hai phương cách để tạo ra các sản phẩm cồn này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng xét về tổng thể khi nồng độ amino acid trong môi trường thấp cồn sẽ được tạo ra bằng con đường đồng hóa ngược lại khi hàm lượng amino acid trong môi trường cao thì cồn sẽ được tạo ra bằng con đường dị hóa. Trong trường hợp tổng hợp n-propanol, chúng chỉ được tạo thành bằng cách đồng hóa ở đây hàm lượng amino acid dù ít hay nhiều cũng không liên quan. Việc hoán đổi nhánh trong chuỗi amino acid có tầm quan trọng trong chuyển hóa các hợp chất này thành cồn bậc cao. Các yếu tố tác động bao gồm: Thành phần của dịch nha, đặc biệt Nitơ chứa trong acid amin. Chủng nấm men chọn để tiến hành lên men cũng có ảnh hưởng đến việc tạo ra cồn. Hàm lượng cồn sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ lên men, với sự gia tăng nhiệt lượng cồn bậc cao trong sản phẩm bia sẽ tăng lên. 3.3.5. Ester Trong quá trình lên men hàng trăm ester có thể được tạo ra bởi sự kết hợp giữa rượu bậc cao và Acyl- coenzyme A (Acyl- CoA) được kích hoạt. Các ester và hương thơm thường gặp như: ethyl acetate (mùi trái cây); Isoamyl acetate (mùi chuối/ táo); Isobutyl acetate (mùi chuối); 2- phenylethyl acetate (mùi mật ong/ hoa hồng); Các acid béo mạch từ 6- 10 tạo thành ester có mùi táo chua hay hương hồi hương thơm đặc trưng. Sự có mặt của Ethanol với hàm lượng cao là điều kiện để các ester này phát huy mùi thơm góp phần tạo giá trị cho sản phẩm. 3.3.5. Các hợp chất Sulfur Hợp chất sulfur được tạo ra trong quá trình chuyển hóa của nấm men và nằm trong bia thành phẩm. Chúng sẽ gây nên mùi khó chịu và chỉ được chấp nhận với nồng độ rất thấp. Hợp chất sulfur thường có trong bia là Dimethylsulfur (DMS) có mùi đường bắp cháy. Các tiền chất của DMS là S- methylmethionine (SMM); Dimethylsulfoxide (DMSO) là những chất được tạo ra trong quá trình Malt hóa. Để làm giảm hàm lượng DMS chúng ta có thể làm giảm hàm lượng tiền chất bằng biện pháp thích hợp trong quá trình Malt hóa. 4.4.2. Diacetyl and Pentane-2,3-dione Sự hiện diện của diketone như diacetyl và pentane-2, 3 dione là những chất thường có trong sản phẩm bia chúng góp phần tạo nên tính chất mùi và vị. Chúng được mô tả có mùi bơ scotch, mật ong hoặc mùi kẹo bơ (butterscotch and honey or toffee). Hàm lượng ngưỡng của diacetyl trong bia lagers là 0,1 – 0,14 mg/l và cao hơn một ít trong bia ale. Hàng năm đều có những cuộc hội nghị vể các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ diacetyl và phương pháp đo chỉ số này. Diacetyl và pentane-2, 3-dione được hình thành bên ngoài tế bào nấm do quá trình oxy hóa hợp chất α-acetolactate và decarboxylation α-acetohydroxybutyrate . Sự có mặt của diacetyl trong bia phụ thuộc vào quá trình lên men và khả năng phân hủy hợp chất này trong quá trình lên men phụ. Hàm lượng diacetyl còn phụ thuộc vào các điều kiện lên men như  pH; nồng độ α-acetolactate ; nhiệt độ lên men; hàm lượng oxy; độ lên men; và hàm lượng các ion kim loại. Cuối cùng góp phần vào việc tăng hàm lượng diacetyl trong bia do nhiễm khuẩn như Pediococcus hoặc Lactobacillus. B. QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA Malt Nghiền Đun sôi Lắng trong Lọc Đường hoá Làm lạnh Sục khí Lên men Lọc trong Đạm hoá Pha bia Chiết chai Thanh trùng Bão hòa CO2 Houblon, phụ gia Bã hèm Thành phẩm I. Quy trình CN sản xuất bia Hình 2. Sơ đồ quy trình sản xuất bia II. Thuyết minh quy trình Malt sau khi kiểm tra, nếu đạt yêu cầu của nhà máy sẽ được nhập kho. Khi sử dụng, malt được đưa vào silô chứa (hai silô chứa malt). 2.1 Làm sạch Mục đích: tách bỏ các tạp chất lẫn trong malt như: rơm rạ, sạn đá, kim loại, trong thời gian bảo quản ở kho hoặc trong xilô luôn luôn bị bụi bẩn. Nguyên nhân là do sự ma sát của chúng trong thời gian vận chuyển hoặc xáo trộn vị trí. Cũng không loại trừ khả năng là do sự cọ xát, một số hạt bị gãy, dập hoặc trong quá trình tách rễ, một phần còn sót lại hoặc khi bảo quản ở các kho hở, các tạp chất lớn có thể rơi vào như lông chim, lá khô, các cành cây mục nát, vv… Để làm sạch và đánh bóng malt, có thể sử dụng các loại máy có cấu tạo rất khác nhau. Một số được kết cấu và làm việt theo nguyên tắc máy đập và tách rể, còn một số khác thì bộ phận làm sạch là trục quay, ép lên một chổi mềm, đàn hồi. thiết bị kiểu thứ hai, bao gồm một bộ phận sang, từ 1-3 chiếc, một bộ phận từ tính để tách tạp chất là kim loại. Hao phí chất khô trong quá trình làm sạch và đánh bóng malt là khoảng 0, 5 %. 2.2 Nghiền Nguyên tắc của chế độ nghiền malt là đảm bảo nhận được nhiều chất hòa tan nhất nhưng thể tích bột nghiền và bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể. (Nguồn: Công Nghệ Sản Xuất Malt Và Bia, Hoàng Đình Hòa, 2005) 2.2.1 Mục đích Nghiền là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn. Hoàng Đình Hòa (2005) 2.2.2 Tiến hành Có ba giải pháp để tiến hành nghiền: nghiền malt ở trạng thái khô, nghiền có phun ẩm vào hạt và nghiền malt cùng với nước (nghiền nước). Tùy theo công nghệ của từng nhà má