Khóa luận Tổng quan tìm hiểu quy trình sản xuất bia

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 1 CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, cùng với xu hướng hội nhập và phát triển kinh tế trong khu vực và trên thế giới, tốc độ cơng nghiệp hĩa của Việt Nam ngày càng tăng. Nhiều khu cơng nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành nơng nghiệp, cơng nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt là ngành cơng nghệ sản xuất bia. Hiện nay Việt Nam cĩ khoảng 350 cơ sở sản xuất bia cĩ trụ sở hầu hết khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng . Thực tế cho thấy, cùng tốc độ gia tăng dân số nhanh, sản lượng bia Việt Nam cũng tăng theo, từ 1.9 tỷ lít năm 2007 lên 2.1 tỷ lít năm 2008, 2.4 tỷ lít năm 2009. Cho đến năm 2010 tổng sản lượng bia trong nước đạt 2.7 tỷ lít, tăng 45% so với năm 2007. Chỉ riêng thống kê sản lượng bia năm 2010, tổng cơng ty Bia – Rượu – Nước giải khát Sài Gịn (Sabeco) sản xuất và tiêu thụ hơn 1.1 tỷ lít bia. Vì thế, ngành sản xuất bia rượu cũng gĩp phần quan trọng trong việc phát triển kinh tế. Song, nếp sống của người dân càng cao thì vấn đề yêu cầu về chất lượng bia và mức độ vệ sinh an tồn thực phẩm ngày càng cao. Do vậy, việc kiểm tra chất lượng từ nguyên liệu đầu vào cho đến sản phẩm đầu ra phải thực hiện khá chặt chẽ. Đề tài “Tổng quan các phương pháp kiểm tra chất lượng bia” tìm hiểu về quy trính kiểm tra và đánh giá chất lượng trong sản xuất bia bằng các phương pháp hĩa lý và vi sinh. 1.2. Mục đích khĩa luận - Tìm hiểu về các phương pháp kiểm tra chất lượng bia trong quá trình sản xuất bằng các phương pháp hĩa lý và vi sinh. - Đánh giá hiệu quả quy trình kiểm tra chất lượng bia. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 2 1.3. Nội dung khĩa luận - Tìm hiểu quy trình sản xuất bia. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bia, các thơng số kiểm tra quá trình, chỉ tiêu theo chất lượng quy trình. - Các phương pháp kiểm tra, các chỉ tiêu chất lượng, các tiêu chuẩn chất lượng hiện hành. 1.4. Đối tượng kiểm tra - Nước. - Nguyên liệu đầu vào. - Nước dịch nha. - Bia trước khi lọc. - Bia thành phẩm. 1.5. Phạm vi áp dụng Áp dụng cho tất cả nhà máy sản xuất bia. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 3 CHƯƠNG II TỔNG QUAN QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 2.1. Tổng quan ngành sản xuất bia tại Việt Nam 2.1.1. Giới thiệu sơ lược về bia Một cách tổng thể, bia là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường trong mơi trường lỏng và khơng được chưng cất sau lên men. Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Dung dịch đường khơng bị lên men gọi là hèm bia, thu được từ quá trình ngâm nước, hay "nước ủ bia", hạt ngũ cốc được ủ thành mạch nha, thơng thường là lúa mạch. Tùy theo thành phần nguyên liệu sản xuất bia của từng khu vực mà các đặc trưng về hương vị và màu sắc bia cũng thay đổi rất khác nhau. Theo nghiên cứu của khoa Dịch tễ học trưởng Đại học Muenster (Đức), việc uống bia ở mức độ vừa phải sẽ làm giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Nồng độ cồn của bia cĩ thể làm gia tăng lượng HDL hay cịn gọi là cholesterol cĩ lợi giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn động mạch và máu đơng. Theo cơ quan Nghiên cứu thực phẩm và dinh dưỡng TNO (Hà Lan), những người uống bia cĩ lượng vitamin B6 trong máu cao hơn 36% đối với người khơng uống bia. Mặt khác, một nghiên cứu khoa học của trường đại học Harvard được xuất bản trong tạp chí y khoa của Anh cho thấy, một lượng vừa phải của nồng độ cồn hấp thu vào cơ thể sẽ giúp ích cho việc duy trì khả năng tư duy đối với những người phụ nữ lớn tuổi. Trong khi đĩ, các nghiên cứu của trường đại học Stufts đã kết luận rằng nồng độ cồn cĩ thể duy trì độ bền chắc của xương cho phụ nữ lớn tuổi. Thêm vào đĩ, chất bioflavonoids được tìm thấy trong bia cĩ tính chất tương tự như estrogen. Chất này sẽ hoạt động như là một dạng hormone tự nhiên thay thế việc điều trị bệnh cho những phụ nữ trong thời kỳ mãn kinh. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 4 Chính vì những lợi ích về sức khỏe, nên bia là một loại đồ uống giải khát khơng thể thiếu ở các nước trên thế giới. 2.1.2. Tình hình sản xuất bia và xu hướng phát triển tại Việt Nam Theo thống kê của Bộ Kế hoạch - đầu tư, bốn tháng đầu năm 2011 các doanh nghiệp trong nước đã sản xuất 714,6 triệu lít bia các loại, tăng 9,2% so với cùng kỳ năm ngối. Tốc độ tăng trưởng ngành bia tại Việt Nam, ước tính đạt 15%/năm. VN cĩ khoảng 350 cơ sở sản xuất bia cĩ trụ sở ở hầu khắp các tỉnh thành trên cả nước và tiếp tục tăng về số lượng. Trong số này, cĩ hơn 20 nhà máy đạt cơng suất trên 20 triệu lít/năm, 15 nhà máy cĩ cơng suất lớn hơn 15 triệu lít/năm, và cĩ tới 268 cơ sở cĩ năng lực sản xuất dưới 1 triệu lít/năm. Trong quy hoạch được Bộ Cơng Thương phê duyệt mục tiêu tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất tồn ngành bia, rượu, nước giải khát Việt Nam giai đoạn 2006-2010 đạt 12%/năm, giai đoạn 2011-2015 đạt 13%/năm và giai đoạn 2016-2025 đạt 8%/năm. Đến năm 2015, sản lượng sản xuất đạt 4 tỷ lít bia. Kim ngạch xuất khẩu từ 140-150 triệu USD. Dự kiến đến năm 2025, sản lượng sản xuất đạt 6 tỷ lít bia, 440 triệu lít rượu cơng nghiệp, 11 tỷ lít nước giải khát. Đối với ngành bia, sẽ tập trung cải tạo, mở rộng, đồng bộ hĩa thiết bị để nâng cao hiệu quả sản xuất. Xây dựng mới các nhà máy cĩ quy mơ cơng suất trên 100 triệu lít/năm kết hợp mở rộng hợp tác quốc tế, liên doanh, liên kết để sản xuất bia cao cấp, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Bên cạnh đĩ phải xây dựng và phát triển thương hiệu nhằm tăng năng lực cạnh tranh. Mục tiêu của việc quy hoạch ngành bia - rượu - nước giải khát nhằm phát triển theo hướng bền vững, chú trọng đảm bảo vệ sinh an tồn thực phẩm và mơi trường sinh thái, phát triển ngành dựa trên cơ sở huy động nguồn lực từ tất cả các thành phần kinh tế, dưới mọi hình thức đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội; áp dụng cơng nghệ, thiết bị tiên tiến, tập trung xây dựng một số thương hiệu mạnh quốc gia để cạnh tranh hiệu quả trong tiến trình hội nhập kinh tế quốc tế. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 5 2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia 2.2.1. Nguyên liệu 2.2.1.1. Nước Nước là nguồn nguyên liệu cơ bản nhất trong sản xuất bia. Nước được dùng trong quá trình nấu, lọc, chiết rút tất cả chất hịa tan cịn sĩt lại trong bã malt, nâng cao lượng chất hịa tan trong dịch đường. Trong quá trình đường hĩa và hồ hĩa, nước làm hịa tan các chất chiết và làm lỗng dịch hồ tinh bột tạo thuận lợi cho việc đảo trộn. Trong dịch lên men, 88-90% thành phần là nước. ● Thành phần hĩa học của nước chứa các ion sau : – Cation: H+, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+,… – Anion: OH-, Cl-, HCO3-, CO32-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-, SiO32-,… – Ngồi ra, trong nước cịn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vơ cơ hoặc hữu cơ như SiO2 hoặc các chất khí O2, N2, CO2,… ● Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia: Nước sử dụng trong nấu bia cĩ độ cứng từ mềm đến trung bình được loại bỏ các ion kim loại vì chúng gây ảnh hưởng khơng tốt đến quá trình sản xuất (Ca2+ làm giảm độ axit của malt và dịch đường, Mg2+ làm cho bia cĩ vị đắng, gắt...). Loại bỏ các muối cacbonat và bicacbonat vì chúng hịa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt gây cho bia cĩ vị đắng khĩ chịu. Qua thực tế và kết quả nghiên cứu ta thấy rằng: Nếu ta cho thêm một lượng CaSO4 vào nước dùng để nấu bia thì sẽ loại bỏ được ảnh hưởng xấu của cacbonat và bicacbonat, đồng thời làm tăng hiệu suất chất hịa tan và tăng chất lượng cả những loại bia vàng. Song nếu lượng CO2 quá nhiều thì sẽ làm ảnh hưởng của bia, do trong phản ứng sẽ tạo nhiều K2SO4 cĩ vị đắng khĩ chịu, hoặc do tác dụng tương hỗ giữa CaSO4 và MgHPO4 tạo MgSO4 cũng gây vị đắng khĩ chịu: CaSO4 + MgHPO4 = CaHPO4 + MgSO4 (vị đắng). KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 6 Đối với nước rửa nấm men cần phải sạch, khơng chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệt khơng chứa vi sinh vật. Nước rửa thiết bị nên cĩ độ cứng thấp hoặc trung bình, đặc biệt khơng chứa NH3 và các muối nitrit. Bảng 2.1: Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) Chỉ tiêu của nước trong sản xuất bia Thơng số Hàm lượng muối cacbonat  50 mg/l Hàm lượng muối magie  100 mg/l Hàm lượng muối clorua 75 - 150 mg/l Hàm lượng muối CaSO4 130 - 200 mg/l Hàm lượng Fe2+  0,3 mg/l Khí NH3 khơng cĩ Các muối cĩ gốc –NO3-, –NO22- khơng cĩ Vi sinh vật 100 tế bào/1cm3 pH 6,5 – 7,5 Độ kiềm tổng TAC 40F Độ cứng tổng  50F Độ đục  20NP Về cảm quan Nước phải trong Khơng cĩ vị lạ. 2.2.1.2. Malt đại mạch Hình 2.1: Malt đại mạch (Nguồn: www.sabeco.com.vn) Malt là tên gọi ngũ cốc nảy mầm, là nguyên liệu chính khơng thể thiếu với vai trị tạo hương vị và màu sắc trong quá trình sản xuất bia. Malt rất giàu chất dinh dưỡng KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 7 chứa các axit amin, các chất khống, các nhĩm vitamin và đặc biệt là hệ enzyme phong phú, chủ yếu là protease và amylase. Thành phần hĩa học của malt: Bảng 2.2: Thành phần hĩa học của hạt malt (Nguồn: Khoa học cơng nghệ malt & bia, GS.TS. Nguyễn Thị Hiền, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật năm 2007) Thành phần hĩa học % chất khơ Carbohydrate 70 – 85,5% Protein 10,5 – 11,5% Các chất vơ cơ 2,0 – 4,0% Chất béo 1,5 – 2,0% Các chất khác 1,0 – 2,0% Trong các thành phần trên, tinh bột là cấu tử chiếm vị trí chủ yếu về khối lượng cũng như về ý nghĩa. Tinh bột của đại mạch cĩ tỷ trọng 1.5 - 1.6 , nhiệt lượng riêng 0.25 Kcal/kg0C, dễ dàng kết lắng trong nước, tinh bột khơng tan trong nước lạnh, nhiệt hồ hĩa khoảng 80oC. Tinh bột cung cấp chất hịa tan cho dịch đường trước khi lên men. Trong sản xuất bia, hàm lượng protide tốt nhất là từ 8-10%. Nếu protide quá cao, bia sẽ dễ bị đục, khĩ bảo quản. Nếu quá thấp thì quá trình lên men sẽ khơng triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà. Sự thủy phân protide là một trong những quá trình quan trọng nhất trong sản xuất malt và bia. Đặc biệt quan trọng là sản phẩm tạo thành do quá trình tương tác giữa sản phẩm thủy phân của các hợp chất trong nội nhũ (Ví dụ: phản ứng tạo melanoid, một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất, tạo màu vàng ĩng, vị ngọt và thơm dịu, quyết định về hương, vị, màu sắc của bia). Mức độ thủy phân protide cũng ảnh hưởng đến khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của bia. Protide gồm protein phức tạp và protide đơn giản, trong đĩ các protein phức tạp cĩ đặc điểm chung là kém hịa tan hoặc hịa tan khơng bền vững, làm ảnh hưởng đến chất lượng bia, do đĩ loại bỏ tối đa cấu tử này ra khỏi dịch đường là cần thiết. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 8 Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng của malt: Bảng 2.3: Chỉ tiêu chất lượng của malt (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) Chỉ tiêu chất lượng của malt Thơng số Độ ẩm < 5%. Độ hịa tan 74-80%. Độ trong 2,50EBC Độ màu 3-40EBC pH 5.6-6 Hoạt lực  350WK Trong malt cĩ các enzyme thủy phân tinh bột và protein đĩng vai trị quan trọng trong quá trình đường hĩa, dịch hĩa và đạm hĩa: – α-Amylase (enzyme dịch hĩa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside, sản phẩm tạo ra là những dextrin, ngồi ra cịn tạo một ít maltose và glucose, làm cho độ nhớt dịch cháo malt giảm nhanh, nhiệt độ hoạt động tối ưu của α-Amylase là 72-750C; pHopt=5.6-5.8. Hình 2.2: α-Amylase thủy phân tinh bột – β-Amylase (enzyme đường hĩa) phân cắt liên kết 1-4 glycoside từ đầu đường khơng khử theo từng hai phân tử glucose tạo sản phẩm là maltose, nhiệt độ tối ưu cho β-Amylase hoạt động là 60-650C. Dextrin thu được do tác dụng của α- Amylase và β-Amylase tiếp tục phân cắt từng hai phân tử glucose. Sản phẩm chính thu được trong quá trình đường hĩa là maltose, chiếm khoảng 50% chất hịa tan của dịch đường , ngồi ra cịn thu được saccarose, fructose, glucose. Nhiệt độ đường hĩa thích hợp cho việc tạo thành maltose là 60-650C; pHopt= 5.4-5.5. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 9 Hình 2.3: β-Amylase thủy phân tinh bột – Các protease (enzyme đạm hĩa) phân hủy các protein thành các sản phẩm phân tử lượng thấp như: axit amin, peptide… là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho nấm men, các sản phẩm cĩ phân tử lượng trung bình như albumin, peptone, polypeptide tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt, giúp bia cĩ khả năng giữ bọt. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đạm hĩa là 45-500C. 2.2.1.3. Hoa houblon Hình 2.4: Hoa houblon. (Nguồn: www.vnexpress.net) Hoa houblon là nguyên liệu quan trọng, đứng thứ hai (sau đại mạch). Hoa houblon cĩ tên khoa học là Humulus lupulus, là loại thực vật đơn tính, thuộc họ Gai mèo Cannabinaceae, tạo cho bia cĩ vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo, ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, kết tủa protein kém bền vững và cĩ tác dụng sát trùng bia. Do những tính năng đặc biệt như vậy nên hoa houblon giữ vai trị độc tơn và là nguyên liệu khơng thể thay thế trong ngành cơng nghiệp sản xuất bia. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 10 Trong cơng nghệ sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn. Nếu hoa cái đã thụ phấn thì giá trị cơng nghiệp của chúng giảm đi rất nhiều. Vì vậy người ta thường tiến hành loại bỏ ngay những cây đực trong vườn houblon. Trong một giị houblon cĩ các bộ phận: trục, cánh và nhị hoa. Khi hoa bắt đầu chín thì ở bên trong cánh hoa và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng ĩng, rất dẻo gọi là lupulin, hạt lupulin cĩ dạng hình cầu, đường kính 0,15 – 0,25mm, chúng dính vào cánh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảnh và ngắn. Chính những hạt lupulin này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon. Thành phần hĩa học của hoa houblon: Bảng 2.4: Thành phần hĩa học của hoa houblon (Nguồn: Tài liệu của cơng ty bia Vinaken) Thành phần Mức chỉ tiêu (%) Độ ẩm 10 – 13 Chất đắng 12 – 21 Axit đắng 6 – 8 Axit đắng 3 Đường 3 Nhựa đắng 7 – 8 Xelulose 12 – 14 Tinh dầu thơm 0,3 – 1 Tannin 2,5 – 6 Este 4,4 Protein 15 – 21 Tro 5 – 10 Trong các thành phần trên thì cĩ giá trị nhất là chất đắng, tiếp đến là tinh dầu thơm và sau đĩ là polyphenol. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 11 – Chất đắng trong hoa houblon bao gồm hai loại: Axit đắng (humulone và lupulone) và nhựa đắng hay cịn gọi là hợp chất vơ định hình ( gồm nhựa mềm và nhựa cứng). Vai trị của chất đắng làm cho bia cĩ vị đắng dịu khi hịa tan vào dịch đường và tồn tại trong bia. Chất đắng là những hợp chất cĩ hoạt tính sinh học cao, tạo ra sức căng bền bề mặt giúp cho bia cĩ khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp, các chất đắng cũng cĩ khả năng ức chế các vi sinh vật khá mạnh, nên chất đắng cĩ tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đĩ làm tăng độ bền bảo quản của bia thành phẩm. Sơ đồ 2.1: Phân loại chất đắng trong hoa houblon (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) – Polyphenol hoặc tannin là hỗn hợp gồm nhiều hợp chất tự nhiên như: Tannin, flavonol, cathechin, anthocyanogen (chiếm khoảng 80% polyphenol). Vai trị của tannin kết lắng và loại bỏ những hợp chất protein cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm. – Tinh dầu thơm là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc khơng màu, cĩ mùi thơm rất mạnh, tỷ trọng là 0.88, dễ hịa tan trong methanol nồng độ cao, tan trong nước khơng đáng kể, bay hơi khá mạnh ở nhiệt độ thường. Khi đun sơi, đa phần tinh dầu bay hơi và thành phần tinh dầu bị thay đổi, sản phẩm tạo Chất đắng Nhựa đắng Axit đắng (Hợp chất tinh thể) Axit đắng Humulone (6 – 8%) Axit đắng Lupulone (3%) Nhựa cứng (2%) Nhựa mềm (5%) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 12 thành cùng với các thành phần khơng bay hơi của tinh dầu tạo ra mùi thơm dễ chịu đặc trưng cho bia. Tinh dầu thơm chứa khoảng 200 chất khác nhau, trong đĩ phần lớn là những terpene, rượu, ketone, andehyte, este và axit. Chiếm khối lượng nhiều nhất là các hydrocacbon (75%), sau đĩ là các loại rượu, phần cịn lại là những hợp chất khác. Vai trị của tinh dầu thơm khi hịa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Là một hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon và nhiều hợp chất chứa oxy dạng terpene, khơng tan trong nước và rất dễ bay hơi nên thất thốt rất lớn. 2.2.1.4. Nấm men Nấm men thuộc nhĩm đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, đặc biệt chúng cĩ nhiều ở vùng đất trồng nho và hoa quả. Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men để sản xuất bia, rượu. Nấm men sinh sơi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, axit amin khơng thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 45-60% trọng lượng khơ của tế bào. Hình 2.5: Hình thái nấm men. (Nguồn: www.sinhhocvietnam.com) Nấm men Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbergensis là hai loại nấm men thường được sử dụng để lên men bia. Chúng thuộc loại yếm khí tùy nghi, khi KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 13 cĩ oxy chúng tăng sinh khối nhờ hơ hấp tế bào, khi khơng cĩ oxy chúng lên men tạo thành ethanol và CO2 theo phương trình: Đường + Nitơ amine tự do + Nấm men + Oxy  Ethanol + CO2 + Nấm men. Bảng 2.5: Thành phần hĩa học trong tế bào nấm men (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) Thành phần hĩa học của nấm men % trong tế bào nấm men Protein 45-60% Gluxit 25-35% Chất béo 4-7% Chất khống 6-9% Trong quá trình lên men chính, ngồi sự chuyển hĩa các chất hydrocacbon, nấm men cũng chuyển hĩa các chất khác như protein, chất béo và chất khống... Từ đĩ hình thành khá nhiều sản phẩm phụ trong bia (các rượu bậc cao, các axit hữu cơ, este, andehyte...) Bảng 2.6: Đặc tính lên men của hai loại nấm men Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbergensis. (Nguồn: ebook.com) Đặc tính Nấm men nổi Saccharomyces cerevisiae Nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis Nhiệt độ lên men 10 – 250C 0 – 100C Cơ chất Chủ yếu lên men đường đơn (glucose, fructose), đường đơi (saccharose, maltose), khĩ lên men đường tam (raffinose) Lên men tốt glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, maltose và cả raffinose. Khả năng lên men Lên men mạnh trên bề mặt mơi trường Lên men mạnh trong lịng mơi trường Khả năng tạo bơng, kết lắng Kết bơng trên bề mặt, bia khĩ trong tự nhiên Kết chùm lắng xuống đáy, bia trong tự nhiên KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 14 Hình 2.6: (a) Nấm men nổi và (b) Nấm men chìm (Nguồn: www.sinhhocvietnam.com) Trong sản xuất bia, người ta kiểm sốt nấm men qua hai thơng số: Tổng số tế vào và tỷ lệ tế bào chết. Các chỉ tiêu này đạt yêu cầu khi cĩ dưới 5% tỷ lệ chết và số tế bào trong một ml là 15.106. 2.2.1.5. Các chất phụ gia Ngồi những nguyên liệu khơng thể thiếu như: Nước, malt, hoa houblon, nấm men, chất phụ gia cũng được bổ sung vào để nâng cao chất lượng cho bia. ● Caramel: Tạo màu cho bia, được cho vào sau giai đoạn đường hĩa. ● CaCl2: Cho vào giai đoạn nấu, làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme α- amylase, kích thích hoạt động của amylase và protease, tăng cường khả năng kết lắng của protein trong nồi. Đối với giai đoạn sau, cần thiết cho khả năng kết lắng hồn tồn của nấm men và oxalat, đồng thời lượng canxi thích hợp là yếu tố quan trọng để ổn định và tạo vị ngon cho bia. ● ZnCl2: Tổng hợp nucleotide, làm tăng sinh khối, giảm nguyên nhân thối hĩa nấm men. ● Axit lactic: Được bổ sung trong trường hợp pH của dung dịch nước quá cao. (a) (b) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 15 ● Bộ trợ lọc Diatomit: Cho vào theo đường ống của bia đi vào thiết bị lọc sau lên men phụ. Cĩ tác dụng hỗ trợ quá trình lọc, làm trong bia. Bảng 2.7: Thơng số hĩa lý của bột trợ lọc diatomit (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) Thơng số hĩa lý Diatomit (kích thước 1 - 300µm) Nguồn gốc Từ tảo biển Chất lượng tự nhiên Bị canxi hĩa nhẹ Tỷ trọng khơ (g/l) 320 - 480 Tỷ trọng nước (g/l) 290 - 4000 Độ xốp 84 - 90 ● Một số enzyme sử dụng trong quá trình sản xuất bia: – Termamyl 120L: enzyme α – amylase, Topt = 900C dạng lỏng chịu nhiệt cao, được sản xuất từ vi sinh vật bacilluslichenromic, pHopt = 6, đây là loại endo amylase cĩ tác dụng thủy phân liên kết α – 1,4 – glucoside, thực hiện dịch hĩa tinh bột, chúng cắt ngẫu nhiên chất nền tinh bột, qua đĩ tạo các dãy dextrin khác nhau khơng cĩ khả năng lên men được. Các dextrin này khơng tác động đến đường hĩa và hầu như khơng ảnh hưởng tới khả năng lên men sau cùng. – Maturex: là chế phẩm enzyme. Rút ngắn thời gian lên men phụ, giảm lượng diacetyl tạo thành trong quá trình lên men chính. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 16 Sơ đồ 2.2: Quy trình cơng nghệ sản xuất bia tại nhà máy Vinaken 2.2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia Gạo Bia tươi Malt Xay Phối trộn Hồ hĩa Nghiền Phối trộn Đạm hĩa Nước Nấu dịch nha Lọc dịch đường Houblon hĩa Lắng trong Làm lạnh nhanh Lên men chính Lên men phụ Nhân giống Lắng Đĩng Bock Lọc Bảo hịa CO Chiết chai, đĩng nắp Cặn Bia tươi Thanh trùng Chiết chai Đĩng lon Bia chai Bia lon Nước Thu bã Rửa bã Thu dịch rửa Bã Men giống Bổ sung malt lĩt Thu hồi CO2 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 17 2.2.3. Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.2.3.1. Xay, nghiền Nguyên liệu bao gồm gạo và malt sẽ được xay, nghiền bằng máy nghiền búa và máy nghiền trục với mục đích làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy qua trình đường hĩa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh hơn và triệt để hơn. Đối với gạo, do hạt gạo khơng qua quá trình ươm mầm nên tinh bột trong gạo chưa bị thủy phân, cấu trúc của hạt tinh bột cịn rất cứng nên để tăng hiệu suất trích ly thì gạo được nghiền càng mịn càng tốt. Sau đĩ phải qua khâu xử lý hồ hĩa ở nhiệt độ cao làm cho tinh bột của chúng hịa hĩa. Sau khi hịa trộn với nước gạo bơm lên nồi hồ hĩa ( tỷ lệ gạo: nước là 1:3). Đối với malt được nghiền khơ. Sau khi nghiền, malt được cho vào bồn nước để làm ẩm malt, nước hịa trộn với malt khơ tạo thành hỗn hợp (tỉ lệ malt: nước là 1:1,5). Sau đĩ sẽ được bơm lên nồi nấu malt. 2.2.3.2. Phối trộn ● Malt, gạo (nguyên liệu thay thế) sau khi xay, nghiền sẽ được rĩt xuống nồi phối trộn, đồng thời nước cũng được bơm vào nồi với một lượng xác định: – 1kg malt / 4l nước . – 1kg gạo / 3l nước. ● Sau khi phối trộn đều, nguyên liệu sẽ được bơm từ nồi phối trộn sang nồi nấu. 2.2.3.3. Hồ hĩa, đạm hĩa Trong trường hợp sử dụng thế liệu (điển hình là gạo) với tỉ lệ thấp (5 – 10%) thì thế liệu và malt sẽ nấu chung nồi. Nếu tỉ lệ thế liệu cao hơn thì phải sử dụng hai loại nồi nấu: nồi nấu gạo và nồi nấu malt. Quá trình hồ hĩa cĩ ảnh hưởng lớn đến quá trình thủy phân tinh bột. Tinh bột đã qua hồ hĩa sẽ thủy phân dễ dàng và triệt để hơn. Gạo sau khi đã xay nghiền, phối trộn KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 18 với nước sẽ được bơm sang nồi gạo và tiến hành hồ hĩa gạo. Quá trình hồ hĩa gạo cĩ bổ sung malt lĩt lần một ở nhiệt độ 32oC trong 5 phút giúp phần gạo dưới đáy nồi khơng bị cháy khét do quá nhiệt, đồng thời cũng cung cấp một ít enzyme amylase thủy phân tinh bột. Giai đoạn này ta bổ sung enzyme Termamyl 120L trước sau đĩ cho CaCl2 để tăng độ bền vững cho enzyme và axit lactic để tạo mơi trường axit cho quá trình hồ hĩa xảy ra triệt để hơn. Nâng nhiệt độ lên 720C và giữ trong 20 phút. Trong thời gian này tinh bột bắt đầu bị hồ hĩa, enzyme α – amylase trong malt lĩt cũng bắt đầu hoạt động thủy phân. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 830C trong 5 phút để quá trình hồ hĩa tinh bột được triệt để hơn. Sau đĩ hạ nhiệt độ xuống 720C, bổ sung malt lĩt lần 2 trong quá trình hạ nhiệt cung cấp thêm enzyme thủy phân tinh bột. Sản phẩm chủ yếu của quá trình thủy phân ở đây là dextrion do hoạt động của enzyme α – amylase. Cuối cùng, nâng nhiệt độ lên 1000C và giữ trong 25 phút. Tại đây, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, enzyme bị vơ hoạt đồng thời các hợp chất cao phân tử bi thủy phân hồn tồn. Sau 20 phút, bổ sung nước lạnh, hạ nhiệt độ xuống 650C rồi tiến hành hội cháo. Quá trình đạm hĩa tiến hành ở nhiệt độ từ 320C đến 500C, xảy ra quá trình thủy phân protein bởi các protease như: Endoprotease, Dipeptidase, Aminopeptidase (320C), Carboxypeptidase (500C). Sản phẩm thủy phân của quá trình này là các peptide, polypeptide và amino axit. Ta duy trì nhiệt độ 320C trong 15 phút, tại 500C trong 20 phút nhằm tạo thời gian cho enzyme hoạt động trong thời gian này bổ sung thêm axit lactic điều chỉnh pH = 5,2 – 5,6 tạo mơi trường thích hợp cho enzyme protease hoạt động nhằm làm cho quá trình đạm hĩa xảy ra hồn tồn. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 650C. Khi đạt 650C, ta tiến hành hội cháo: bơm tồn bộ nồi cháo gạo sang nồi malt. Ở 650C , enzyme β – amylase hoạt động, thủy phân tinh bột thành đường maltose. Duy trì nhiệt độ này trong 35 phút để thu lượng đường theo yêu cầu. Trong thực tế sản xuất, người ta tiến hành hồ hĩa trước rồi mới đạm hĩa malt. Nồi gạo và nồi malt được điều khiển sao cho khi nồi malt vừa đạm hĩa xong thì tiến hành hội cháo ngay, khơng để nồi malt chờ nồi gạo. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 19 2.2.3.4. Nấu dịch nha ● Mục đích: – Trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước. – Gĩp phần tạo màu cho bia. – Thủy phân một số chất cĩ phân tử lượng lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển.Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme cĩ sẵn trong malt, ngồi ra cĩ thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme. ● Các quá trình xảy ra khi nấu và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nấu dịch nha: Thủy phân tinh bột bởi enzyme nhằm phân cắt amylose, amylopeptin, dextrin bậc cao thành đường đơn giản, dextrin bậc thấp dễ hịa tan vào nước trở thành chất hịa tan của dịch đường. Trong phản ứng này tinh bột đĩng vai trị là cơ chất, cịn chất xúc tác là nhĩm enzyme amylase cĩ sẵn trong malt. Sản phẩm chính của quá trình này là: maltose, dextrin và một lượng nhỏ glucose. Thủy phân protein và các hợp chất khác: Sự thủy phân protein: khi đường hĩa , dưới tác dụng của enzyme protease thì protein bị thủy phân thành polypectide phức tạp và khơng đơng tụ. Tiếp đến dưới tác dụng của enzyme polypeptidase và các polypepide chuyển thành axit amin. Sự thủy phân các hợp chất hữu cơ chứa phospho: khi đường hĩa dưới tác dụng của enzyme fitase xảy ra sự phân hủy các chất phospho và giải phĩng axit phosphoric. Các muối phosphate vơ cơ đĩng vai trị quan trọng trong việc tạo mơi trường đệm và đặc biệt cần thiết cho sự hoạt đợng bình thường của enzyme, pH tối ưu của enzyme fitase là 5.2-5.3 và topt=45-50oC. Sự thủy phân hemixellulase và một số chất khác: dưới tác dụng của hệ enzyme fitase của malt dẫn đến sự thủy phân hemixellulase và một số chất khác của nguyên liệu tạo thành glucose và dextrin. Các quá trình phi enzyme, trong thời gian đường hĩa cịn xảy ra nhiều quá trình quan trọng khác mà kết quả của chúng cĩ ảnh hưởng trực tiếp ở mức độ cao đến thành phần và tính chất cấu thành phẩm. Sự kết lắng và biến tính protein: ở điều kiện nhiệt độ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 20 cao các protein bị biến tính và một phần protein bị đơng tụ , đây là quá trình cĩ lợi cho cơng nghệ sãn xuất bia vì khi protein bị biến tính và kết lắng thì chúng sẽ loại ra khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia tức giảm khả năng gây đục. Sự tạo thành melanoid: quá trình này xảy ra mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt và xảy ra ít ở giai đoạn đường hĩa ( do điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu) nhưng cũng cĩ một lượng đáng kể melanoid được tạo thành. Hịa tan các thành phần chất của malt: hạn chế sự hịa tan trong quá trình đường hĩa của các hợp chất polyphenol, chất chát, chất đắng cĩ trong vỏ malt. Phản ứng giữa muối của nước và phosphate của cháo malt: làm giảm độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo. (phút) Hình 2.7: Giản đồ nấu bia (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken) Dịch hóa lần2 Malt lót lần2 Gạo 320/5’ Xuống bột malt lót lần 1 Đextrin Hóa lọc 500/20’ Cao viên, cao mỡ, và các phụ gia Hồ hóa 830/5’ 20’ 15’ 1020/70’ Đường hóa 750/20’ 760 1000/25’ Đạm hóa Dịch hóa lần 1 15’ 720/20’ 5’ 320 Hồ hóa triệt để 5’ 720/25 650/20’ 15’ 400 350 300 250 200 150 100 50 120 100 0 80 60 40 20 Thời gian ( Nhiệt độ (0C) Ghi chú: Gạo ; Malt ; Lọc ; Rửa bã KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 21 Quá trình đường hĩa được trang bị áo hơi để gia nhiệt. Ngồi ra nồi đường hĩa cịn cĩ các thiết bị phụ kiện như: đường ống nước nĩng, nước lạnh, cửa van sát, cửa van an tồn, nhiệt kế, áp kế… Bảng 2.8: Phương pháp thực hiện và thiết bị đường hĩa. (Nguồn:Cơng ty bia Vinaken) Nấu gạo Nấu malt Gạo được bơm vào nồi nấu gạo, hỗn hợp gạo – nước chiếm thể tích khoảng 2/3 nồi nấu. Hỗn hợp này được tăng nhiệt độ lên khoảng 75oC và giữ trong khoảng thời gian 20 phút để thực hiện quá trình đường hĩa, lúc này chủ yếu cho ra loại đường maltose và dextrin. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên đến 83-85oC và giữ trong khoảng thời gian 15 phút để thực hiện quá trình hồ hĩa tinh bột gạo. Sau khi dịch gạo được hạ nhiệt độ xuống 76oC rồi bổ sung malt lĩt vào, giữ trong khoảng 15-20 phút để dịch hĩa hồn tồn tinh bột gạo.Sau đĩ tăng nhiệt độ lên 102oC trong 20 phút. Nhiệt độ càng tăng sẽ làm cho mạch tinh bột càng yếu đi giúp cho các quá trình thủy phân của các enzyme sau này đễ dàng hơn. Cuối cùng, nước lạnh được bơm vào để hạ nhệt độ nồi gạo xuống khoảng 80oC. Sau khi malt được hịa với nước thì hỗn hợp được nâng nhiệt lên 50oC, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 20 phút, cùng với việc bổ sung axit lactic để điều chỉnh pH(pH=5.2-5.6) thì đây là đều kiện lý tưởng cho enzyme proteaza hoạt động . Quá trình đạm hĩa làm cho protein bị thủy phân thành albumoza, peptone , polypeptide và các axit amin. Sau gia đoạn dịch hĩa kết thúc ở nồi gạo cũng là thời điểm bước sang giai đoạn đường hĩa ở nồi malt. Tồn bộ dịch ở nồi gạo được bơm sang nồi malt tạo thành hỗn hợp cĩ nhiệt độ 65oC, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 20 phút.Cùng với pH được điều chỉnh bằng axit lactic (pH=5.4-5.6) thì đây là điều kiện tối ưu cho enzyme β-amylase hoạt động .Enzyme này bắt đầu cắt liên kết α-1,4-glycozide của tinh bột torng quá trình dịch hĩa từ đầu đường khơng khử và cắt hai gốc glucose để tạo thành đường maltose. Kết quả của quá trìnhđường hĩa khoảng 50% maltose được tạo thành và là nguyên liệu cho quá trình lên men .Ngồi ra cịn cĩ các đường như saccharose , glucose , fructose. Sau đĩ hỗn hợp gạo-malt được tăng nhiệt độ lên 750C, giữ trong 20 phút , đây là điều kiện tối ưu cho quá trình dextrin hĩa, dưới sự súc tác của enzyme α- amylase thì các đường tinh bột cịn sĩt sẽ bị thủy phân để tạo thành các đường đơn, các dextrin cĩ khối lượng phân tử thấp. Cuối cùng , hỗn hợp được tăng nhiệt độ lên 76OC đê thuận lợi cho quá trình lọc, giữ ở nhiệt độ này trong 5 phút rồi bơm sang nồi lọc. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 22 2.2.3.5. Lọc bã ● Tốc độ lọc: Phụ thuộc vào mức độ nghiền malt, mức độ thủy phân của malt, cấu tạo màng lọc và các yếu tố khác (chất trợ lọc, áp suất lọc…) ● Nhiệt độ lọc: Thích hợp cho quá trình lọc là 70-75oC. ● Độ nhớt của dịch đường: Ngồi nhiệt độ cịn phụ thuộc vào nồng độ đường và thành phần riêng của chính nĩ. Sự liên quan giữa nồng độ chất hịa tan và độ nhớt tương đối của dịch đường ở 75oC. ● pH của dịch đường: pH tối ưu cho quá trình lọc bã là 5.5 ● Thành phần muối của nước dùng để rửa bã cũng gây ảnh hưởng đến chất lượng và thành phần của dịch đường. Nước rửa bã phải là nước mềm và tỷ lệ độ cứng phi cacbonat và cacbonat khơng được bé hơn 2:1. ● Thiết bị lọc bã: sử dụng phổ biến là thùng lọc đáy và máy lọc ép khung bản. 2.2.3.6. Nấu hoa ● Mục đích: – Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi nĩ thành dịch đường cĩ vị đắng và hương thơm dịu của hoa - đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này. – Vơ hoạt enzyme – Kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần của dịch đường – Điều chỉnh nồng độ chất khơ của dịch đường – Thanh trùng dịch đường, gĩp phần tiêu diệt vi sinh vật cho dịch đường trước khi lên men. – Tách một số hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia. – Hình thành một số hợp chất cĩ lợi cho bia thành phẩm như: melanoidin KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 23 ● Các biến đổi quan trọng trong quá trình houblon hĩa: – Sự keo tụ protein: Là quá trình quan trọng khi đun sơi dịch đường với hoa houblon. Sự cĩ mặt của protein hịa tan trong dịch lên men cĩ thể là nguyên nhân làm đục bia ở nhiều dạng khác nhau và làm giảm độ bền sinh học của bia. – Sự tăng độ màu của dịch lên men: màu sắc của dịch đường trước và sau khi houlon hĩa của yếu là do nguyên liệu (malt) quyết định.Tuy nhiên trong quá trình nấu và houlon hĩa đã làm tăng thêm độ màu của dịch đường do các phản ứng melanoidin, caramel và chất màu của hoa tạo nên. Dịch đường càng đặc khi đun sơi màu của nĩ càng đậm, pH càng cao màu cũng càng đậm và thời gian đun càng lâu thì cường độ màu càng tăng. – Trích ly và hịa tan: Trích ly và hịa tan chất đắng vào dịch đường: Chất đắng của hoa houblon cĩ độ hịa tan ở trong nước rất thấp, trong dịch đường thì lại càng thấp hơn.Trong hai cấu tử của axit đắng thì α-axit cĩ độ hịa tan khá hơn và là nguồn chính tạo ra vị đắng cho bia. Khi tăng nhiệt độ của dung mơi thì khả năng hịa tan của axit đắng tăng và khả năng hịa tan của chúng rất nhạy cảm đối với pH của mơi trường. Trích ly và hịa tan các thành phần khác: Tinh dầu thơm của hoa houblon là cấu tử cĩ tầm quan trọng trong việc tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia. Polyphenol của hoa houblon là những hợp chất thuộc nhĩm flavonoid. Cĩ ý nghĩa nhất trong nhĩm này đối với cơng nghệ sản xuất bia là các hợp chất antoxianogen. Các hợp chất chứa nitơ: trong hoa houblon được đưa vào đun nấu tuy ít về khối lượng nhưng chất lượng cao. Vì hầu hết chúng những hợp chất phân tử thấp dễ hịa tan, là nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng cho sự phát triển của nấm men sau này. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 24 2.2.3.7. Lắng trong ● Mục đích: Tách cặn lắng sau quá trình đun sơi dịch đường với hoa houblon. ● Phương pháp thực hiện: Thực hiện quá trình lắng trong thiết bị lắng Whirlpool, là một thùng được làm từ thép khơng rỉ, cĩ dung tích rất khác nhau và thích hợp đối với cơng suất từng nhà máy bia. ● Thời gian lắng khoảng 20 phút. Hình 2.8: Thiết bị lắng xốy Whirlpool. (Nguồn: Nhà máy bia Vinaken) 2.2.3.8. Làm lạnh nhanh ● Mục đích: – Hạ nhiệt độ dịch đường từ 900C về 80C để chuẩn bị cho quá trình lên men. – Hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật. ● Phương pháp thực hiện: Thực hiện làm lạnh trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng. Máy làm lạnh bản mỏng cĩ cấu tạo là những tấm bảng gấp song song hình chữ nhật, chế tạo từ thép khơng rỉ. Thơng thường tác nhân lạnh cấp 1 là nước cịn cấp 2 là cồn. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 25 ● Các quá trình hĩa lý xảy ra trong khi làm lạnh: Bảng 2.9: Các quá trình hĩa lý xảy ra trong làm lạnh nhanh. Sự hịa tan oxy vào dịch lên men Sự tạo thành và tách kết tủa Sự bay hơi nước Dịch đường hấp thụ oxy suốt cả quá trình làm lạnh, tuy nhiên trong dịch đường nĩng oxy liên kết hĩa học với các chất cĩ trong dịch đường. Cịn ở nhiệt độ thấp oxy chỉ hịa tan vao dịch đường. Oxy khơng khí chỉ hịa tan vào dịch đường khi nhiệt độ dịch đường dưới 40oC. Sự hịa tan của oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch , sự chuyển động và nồng độ dịch đường. Sự tách huyền phù ra khỏi dịch lên men là một quá trình quan trọng khi làm lạnh dịch lên men. Cĩ hai loại huyền phù: huyền phù mảnh và huyền phù thơ. Huyền phù thơ sinh ra trong quá trình đun sơi dịch đường với houblon và phần lớn được giữ lại trong thiết bị tách bã hoa, phần cịn lại được kết tủa khi làm lạnh. Huyền phù mảnh xuất hiện trong quá trình làm lạnh dịch đường. Khi đĩ cĩ một số chất hịa tan trở thành chất khơng hịa tan và tạo thành chất kết tủa. Các huyền phù mảnh làm cản trở quá trình sinh lý và sinh hĩa của nấm men về sau. Mặc khác, nĩ làm cho bia cĩ vị đắng, làm giảm độ bền hĩa lý của bia. Khi làm lạnh dịch đường cĩ một lượng nước nhất định bay hơi .Do đĩ, thể tích dịch len men sẽ giảm và nồng độ của nĩ tăng.Nếu thiết bị kín thì nồng độ của nĩ tăng 0,1%, nếu thiết bị hở thì tăng 0,4- 1,2%. 2.2.3.9. Lên men chính ● Giai đoạn đầu, nấm men hơ hấp hiếu khí, tạo sinh khối. Sau đĩ là quá trình lên men yếm khí tạo ethanol và CO2. C6H12O6  2C2H5OH + CO2 + Q ● Để cung cấp oxy cho nấm men, oxy sẽ được cấp vào dịch đường trên dịng chảy đi vào tank lên men. ● Nhiệt độ lên men chính 8-10oC. ● Thời gian 8-9 ngày. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 26 ● Khi cần lên men gấp theo yêu cầu sản xuất ta tiến hành ép men: bổ sung thêm nấm men vào tank, nâng nhiệt độ lên khoảng 14OC để tăng cường hoạt động lên men. Tuy nhiên làm như vậy chất lượng bia sẽ khơng được đảm bảo. ● Các biến đổi trong quá trình lên men chính – Sinh học: Nấm men sinh trưởng mạnh nhất trong quá trình lên men chính. – Hĩa sinh: Quá trình cơ bản và quan trọng trong lên men chính là sự chuyển hĩa đường cĩ khả năng lên men tạo thành rượu và CO2. Ngồi ra, cịn xảy ra quá trình trao đổi chất giữa các hợp chất nito, lipit... – Hĩa học: Các chất trong dịch lên men phản ứng với nhau tạo ra chất mới. – Hĩa lý: Sự hịa tan CO2 và dịch lên men, làm kết tủa một số protein do sự trao đổi pH. – Vật lý: Sự tỏa nhiệt. Quá trình lên men chính tạo ra nhiều sản phẩm phụ (andehyte, axit hữu cơ, este...). Các dẫn xuất của andehyte như diaxetyl, acetoine gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia. ● Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men chính – Chất lượng của nấm men sản xuất: Một chủng nấm men tốt cĩ thể tài sử dụng được đến 7,8 lần. Để đánh giá được chất lượng của chủng nấm men sản xuất ta dựa vào các chỉ số: tốc độc và mức độ lên men, hàm lượng sản phẩm bậc 2 tạo thành, tốc độ và khả năng kết lắng, mức độ thối hĩa, khả năng chống chịu khi tấn cơng. – Lượng nấm men gieo cấy ban đầu: Lượng các chất sản phẩm bậc hai sẽ giảm đi tức là chất lượng bia được nâng cao (dựa theo thuyết mới nhất về nguyên nhân tạo rượu bậc cao và diaxetyl trong bia). – Nồng độ các chất hịa tan của dịch đường houblon hĩa: Từ thực tế sản xuất đã chứng minh được rằng, dịch đường houblon hĩa cĩ nồng độ chất hịa tan 11- 12% lên men tốt hơn các loại dịch đường cĩ nồng độ cao hoặc thấp hơn. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 27 – Nhiệt độ lên men: Mỗi nấm men đều cĩ nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển và lên men. – Áp suất bề mặt: Ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của nấm men. Nếu nấm men chịu áp lực cao trong giai đoạn lên men thì mức độ suy giảm các đặc tính cơng nghệ của nĩ nhanh hơn, thế hệ nấm men tái sử dụng ít hơn. – Hàm lượng oxy: Lên men là quá trình yếm khí, vì vậy ở thời điểm đầu oxy rất cần cho sinh sản nấm men. Nếu trong dịch lên men lượng oxy quá ít sẽ ảnh hưởng đến tốc độ sinh sản của nấm men và tốc độ lên men bị chậm lại. Hương vị của bia sẽ khơng được bảo đảm. – Cường độ khuấy đảo dịch lên men: là một trong những yếu tố mạnh để thúc đẩy quá trình lên men. – Nồng độ của sản phẩm lên men: khi nồng độ vượt quá 2% thì khả năng nảy chồi của nấm men sẽ bị giảm. 2.2.3.10. Lên men phụ ● Mục đích: Lên men đường sĩt; làm trong bia; ổn định và hồn thiện màu sắc, hương vị bia; phân hủy diacetyl hình thành khi lên men chính. ● Nhiệt độ lên men phụ: 1-2oC áp suát dư khoảng 0,5-1.8 at. ● Thời gian: dao động từ 3-6 tháng, thậm chí đến 9 tháng. ● Các biến đổi trong quá trình lên men phụ: – Các biến đổi giống như lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn do nhiệt độ thấp và lượng men ít hơn. – Nấm men lên men đường sĩt. Tuy nhiên ta khơng cho lên men hết tồn bộ đường sĩt mà giữ lại một ít để tạo vị cho bia. Bia thành phẩm cĩ độ đường 2.3- 2.6o Plato. – Các acid hữu cơ tác dụng với ethanol tạo ester – Khử aldehyde. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 28 – Chuyển diacetyl ( cĩ độc) thành acetoin ( khơng độc). Để rút ngắn thời gian lên ủ, trong sản xuất người ta cịn dùng chế phẩm enzyme Maturex để tăng cường chuyển hĩa diacetyl. – Quá trình tự phân của nấm men: Trong quá trình này một số tế bào nấm men bị chết và tự phân bởi các enzyme protease cĩ sẵn trong các tế bào nấm men. Sản phẩm tự phân là các peptid, acid amin, và một vài thành phần của acid nucleic. Chính các sản phẩm tự phân này cĩ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của bia – Sự kết lắng của xác men, protein, tanin làm cho bia trong. ● Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men phụ: – Nhiệt độ thấp và thời gian dài là những điều kiện quan trọng nhất để thu nhận được bia cĩ bền keo và chất lượng cao. – Kiểm tra quá trình lên phụ: Quan sát lượng CO2 thốt ra, đo độ giảm của chất hịa tan (đường cĩ khả năng lên men), độ trong của bia...Nếu quá trình lên men phụ xảy ra với tốc độ quá chậm, ta cĩ thể bổ sung thêm bia non đang ở giai đoạn lên men chính mạnh nhất. ● Thiết bị lên men phụ: được sử dụng phổ biến là các tank kim loại – chủ yếu là thép khơng gỉ, trên thân tank được lắp các thiết bị đo lường (van nạp và xả bia, cụm van liên thơng, van an tồn, van lấy mẫu, áp kế...) ● Thu hồi CO2: Việc thu hồi và làm sạch CO2 là rất quan trọng bởi CO2 sau đĩ được sử dụng để bổ sung vào bia thành phẩm hoặc cho các sản phẩm đồ uống cĩ gas khác. Nguyên tắc thu hồi: loại bỏ các tạp chất sau: – Khơng khí: làm oxy hĩa bia nếu dùng CO2 để bão hịa và khơng khí lúc này rất cĩ hại vì nĩ làm sủi bọt nhiều. – Nước : cĩ thể bị động lại ở van giảm áp khi xả hơi. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 29 – Chất dễ bay hơi được tạo thành trong quá trình lên men. Sơ đồ 2.3: Nguyên lý thu hồi CO2 2.2.3.11. Lọc bia ● Mục đích: – Tạo độ trong lĩng lánh cho bia. – Loại bỏ đáng kể số lượng vi sinh vật bao gồm nấm men vẫn tồn tại sau quá trình lên men phụ và tàng trữ cĩ khả năng làm đục bia Loại bỏ phức chất protein, các hạ keo polyphenol, polysaccharide và protein tan, những chất này làm bia nhanh đục, nhờ vậy làm cho bia ổn định hơn. ● Các biến đổi trong quá trình lọc bia: – Hiện tượng giảm tốc độ chất hịa tan của bia: Do một phần hạt dạng keo bị loại ra ngồi nên độ nhớt của bia sau khi lọc bị giảm và khả năng tạo bọt của nĩ cũng bị giảm. – Sự hao phí về khối lượng và hao phí CO2: Sự hao phí CO2 được khắc phục bằng cách trước lúc lọc, bia được làm lạnh 0oC. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 30 2.2.3.12. Hồn thiện sản phẩm – Rửa chai : nhiệt độ 60-85oC, 10-15 phút, thiết bị sử dụng: máy rửa chai – Kiểm tra chai sau khi rửa: Kiểm tra miệng chai và dịch cịn dư trong đáy chai. – Rĩt bia vào chai – Dập nắp chai – Thanh trùng – Dán nhãn : bằng thiết bị dán nhãn để hồn tất sản phẩm. Hình 2.9: Máy rửa chai. (Nguồn : Nhà máy bia Vinaken) Hình 2.10: Thiết bị dán nhãn. (Nguồn : www.vatgia.com) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 31 CHƯƠNG III TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BIA 3.1. Khái niệm kiểm tra chất lượng Kiểm tra chất lượng bia là các hoạt động và kỹ thuật mang tính tác nghiệp được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu chất lượng. Để kiểm tra chất lượng, cơng ty cần phải kiểm tra mọi yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo ra chất lượng. Việc kiểm tra này ngăn ngừa việc sản xuất ra các sản phẩm kém chất lượng, ảnh hưởng đến người tiêu dùng. Tổng quát kiểm tra chất lượng là kiểm tra các yếu tố: Con người, nguyên liệu đầu vào, phương pháp và quá trình sản xuất, mơi trường và các thiết bị sản xuất. 3.2. Sơ đồ kiểm tra chất lượng bia Sơ đồ kiểm tra chất lượng bia được trình bày ở sơ đồ 3.1. 3.3. Các phương pháp kiểm tra chất lượng bia 3.3.1. Kiểm tra nguyên liệu đầu vào ● Mục đích: Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào làm cơ sở để tiến hành phối liệu cho sản xuất. ● Phạm vi áp dụng: – Mẫu nguyên liệu: Malt, Gạo, Nước. – Quy định này được áp dụng cho bộ phận xưởng lị hơi, bộ phận kho nguyên liệu. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 32 => Kiểm tra nước dịch nha: - Trạng thái cảm quan - Kiểm tra hĩa lý - Kiểm tra vi sinh. Gạo Malt Xay Phối trộn Hồ hĩa Bổ sung malt lĩt => Kiểm tra nguyên liệu đầu vào: Gạo, Malt (trước và sau khi xay, nghiền). Điều lệ 07,08,26. Nước Nghiền Phối trộn Đạm hĩa => Kiểm tra nước. Điều lệ 12, quyết định số 1329/2002 của bộ y tế. Nấu dịch nha => Kiểm tra malt lĩt khi bổ sung vào Lọc dịch đường Bã Houblon hĩa Lắng cặn Làm lạnh nhanh Nước dịch nha Men giống Lên men Lọc Chiết chai, lon => Kiểm tra bia trước khi lọc: - Trạng thái cảm quan - Kiểm tra hĩa lý - Kiểm tra vi sinh. => Kiểm tra men sau khi cấy men giống và men thu hồi. => Kiểm tra bia thành phẩm: - Trạng thái cảm quan - Kiểm tra hĩa lý - Kiểm tra vi sinh. => Kiểm tra chai, lon trước khi sử dụng và tái sử dụng. => Kiểm tra nguyên liệu hoa houblon. Sơ đồ 3.1: Kiểm tra chất lượng bia. Thành phẩm KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 33 3.3.1.1. Tiến hành lấy mẫu Bảng 3.1: Cách tiến hành lấy mẫu (Nguồn: Nhà máy bia Vinaken). Mẫu Cách lấy mẫu Nước lị hơi ► Mở van kiểm tra thiết bị phối trộn nước đầu vào lị hơi (xả bỏ nước đầu khoảng 0.5-1 lít). ► Lấy nước đầy bình tam giác 250ml. ► Khĩa van & chuyển mẫu nước về phịng kiểm tra chất lượng để phân tích các chỉ tiêu hĩa lý (độ cứng, pH,…) ► Thời gian lấy mẫu: 2 lần/ tuần. Nước nấu – Trường hợp nước trong hồ chứa đầy: ► Gạt, khuấy sạch ván bẩn trên mặt nước (vùng lấy mẫu) ► Lấy đầy nước vào bình tam giác loại 250ml. – Trường hợp mực nước hồ thấp: ► Lấy đầy nước vào bình tam giác loại 250ml từ 2 nguồn cấp: ◦ Từ cơng ty cấp nước. ◦ Từ máy bơm của cơng ty. ► Chuyển mẫu nước về phịng kiểm tra chất lượng để phân tích các chỉ tiêu hĩa lý. ► Thời gian lấy mẫu: 2 lần/ tuần. Malt ► Lấy mẫu xác suất theo lơ hàng, tỷ lệ lấy mẫu ước lượng khoảng 10%. ► Đánh giá cảm quan. ◦ Ghi nhận thơng số lên bao bì đựng mẫu từ lơ hàng (loại malt, xuất xứ, hạn sử dụng (nếu cĩ), ngày lấy mẫu). ◦ Khối lượng mẫu: 1-2kg/ mẫu/ lần nhập, tùy thuộc khối lượng nhập. ◦ Đĩng kín mẫu và lưu giữ nơi khơ ráo. ► Kiểm tra các thơng số hĩa lý cơ bản khác. ► Ghi kết quả cảm quan vào phiếu kiểm nghiệm. Gạo ► Lấy mẫu theo lơ hàng. ► Đánh giá cảm quan. ◦ Trộn đều mẫu, lấy mẫu đại diện cho lơ hàng. ◦ Ghi nhận thơng số lên bao bì đựng mẫu từ lơ hàng (loại gạo, tên nhà cung cấp, hạn sử dụng (nếu cĩ), ngày lấy mẫu). ◦ Khối lượng mẫu: 1-2kg/ mẫu/ lần nhập. ◦ Kiểm tra độ ẩm. ◦ Đĩng kín mẫu và lưu giữ nơi khơ ráo. ► Kiểm tra các thơng số hĩa lý cơ bản khác. ► Ghi kết quả cảm quan vào phiếu kiểm nghiệm. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 34 3.3.1.2. Kiểm tra mẫu nước Bảng 3.2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của nước dùng trong sản xuất. (Nguồn: Theo quy định của Bộ y tế số 1329/2002/BYT/QĐ) Chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn cho phép Phương pháp xác định Mùi vị - Khơng cĩ mùi, vị lạ Cảm quan Màu sắc TCU (Pt) 15 Tiêu chuẩn Việt Nam 6185-1996. Độ đục NTU (FTU) 2 Tiêu chuẩn Việt Nam 6184-1996. pH - 6.5-8.5 6.2  6.8 Dùng máy đo pH. Độ kiềm phenol 0F 0 Xác định bằng phương pháp chuẩn độ với chỉ thị là phenolphtalein 1%. Độ kiềm methyl 0F  5.0 Xác định bằng phương pháp chuẩn độ với chỉ thị là methyl 0.1%. Độ kiềm tổng 0F  5.0 Xác định bằng kết quả của độ kiềm phenol cộng với độ kiềm methyl. Độ cứng tổng cộng 0F  5.0 Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0.1N với chỉ thị Ecriocrome T noid. Nitrat (NO3-) mg/l  50.0 Chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 0.1N với chất oxi hĩa là K2CrO4 10% Nitrit (NO2-) mg/l  3.0 Tiêu chuẩn Việt Nam 6178-1996. Amoni (NH4+) mg/l NH4  1.5 Tiêu chuẩn Việt Nam 5988-1995. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 35 (a) Lấy mẫu nước nấu. (b) Kết quả kiểm tra kiềm phenol. Hình 3.1: Kiểm tra kiềm phenol trong mẫu nước nấu. (a) Mẫu nước khi cho kiềm methyl. (b) Kết quả kiểm tra kiềm methyl. Hình 3.2: Kiểm tra kiềm methyl trong mẫu nước nấu. Hình 3.3: Kết quả kiểm tra độ mặn. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 36 3.3.1.3. Kiểm tra mẫu gạo và mẫu malt  Kiểm tra mẫu malt: Bảng 3.3: Cách tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của malt. Các chỉ tiêu Cách tiến hành Xác định kết quả Xác định độ ẩm ► Sấy cốc cân ở nhiệt độ 125-130oC trong 1h. ► Cho vào bình hút ẩm 30 phút. Dùng cân phân tích cĩ độ chính xác 0.001g cân khối lượng của cốc. ► Xay malt đến độ mịn nhất định. Cân chính xác 10g mẫu cho vào cốc cân (đã biết trước khối lượng). Đặt vào tủ sấy ở nhiệt độ 125-130oC trong 40 phút. Và cân khối lượng. ► Làm tương tự như vậy cho đến khi độ sai lệch giữa 2 lần sấy là 0.0005g. Độ ẩm tính bằng phần trăm theo cơng thức: Trong đĩ: W: Độ ẩm của malt (%) mbd: Khối lượng ban đầu (g) msay: Khối lượng sấy (g) mmau: Khối lượng của malt (g). Xác định độ hịa tan ► Malt xay nhuyễn, cân 50g cho vào cốc (đã biết trước khối lượng). Cho 200ml nước cất nĩng 45oC. Dùng đũa thủy tinh kèm nhiệt kế khuấy nhẹ, giữ ở nhiệt độ 45oC trong 30 phút. Sau đĩ tăng nhiệt độ: Cứ một phút thì tăng một độ, trong vịng 25 phút. Cho đến khi nhiệt độ đến 70oC thêm 100ml nước cất nĩng ở 70oC. Giữ ở 70oC thì sau 5 phút tiến hành khử đường hĩa bằng cách: Nhỏ vào mặt kính đồng hồ một giọt dung dịch iod 0.1N. Nếu cĩ màu hơi tím thì đường hĩa vẫn chưa xong. Khi nào cĩ màu vàng rơm là đường hĩa đã xong. ► Thời gian đường hĩa T’. Nếu malt tốt thời gian đường hĩa từ 5-15 phút. Thời gian đường hĩa lớn hơn 15 phút, malt trung bình. ► Giữ ở nhiệt độ 70oC trong 1h. Lấy Độ hịa tan của malt được tính theo cơng thức: Trong đĩ: E: Độ hịa tan của malt (%) H: Độ ẩm của malt đã tính (%) B: Độ balling đã đo (%) bd say mau (m m ) w .100 (%) m   (800 H).BE(%) (%) 100 B    KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 37 ra làm nguội đến nhiệt độ phịng, thêm nước và cân đủ 400g, lọc, làm lạnh, đo balling. Xác định độ chua ► Chuẩn bị mẫu: Mẫu phải được loại CO2 trước khi tiến hành phân tích mẫu. ► Chuẩn độ bằng NaOH 0.1N với chỉ thị phenolphtalein 1%. Kết quả là trung bình cộng thể tích NaOH 0.1N tiêu tốn của 2 bình và độ sai lệch giữa 2 bình khơng quá 0.05ml. Xác định độ màu ► Chuẩn bị mẫu: ◦ Mẫu phải được loại CO2 và đưa về nhiệt độ phịng. ◦ Mẫu phải được lọc bằng giấy lọc và 1 ít bột trợ lọc. ► Sử dụng máy quang phổ UV. ◦ Đo độ hấp thụ của mẫu qua bước sĩng 430nm. ◦ Mẫu đối chứng là nước cất. ◦ Ghi kết quả hiển thị trên máy. Xác định vận tốc lọc ► Trong quá trình lọc malt, ghi thời gian lọc dịch được 200ml dịch.  Kiểm tra mẫu gạo: Bảng 3.4: Cách tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu của gạo. Các chỉ tiêu Cách tiến hành Xác định kết quả Xác định độ ẩm ► Dùng máy đo độ ẩm. Tiến hành đo 3 lần. Kết quả được tính bằng trung bình cộng. Xác định độ hịa tan ► Cốc 1 (cân và biết trước khối lượng) ◦ 26g gạo xay nhuyễn. ◦ 4g malt xay nhuyễn. ◦ 250ml nước cất. ► Cốc 2 ◦ 20g gạo xay nhuyễn. ◦ 150ml nước cất. ► Đặt cốc 1 vào nồi cách thủy, dùng đũa thủy tinh cĩ gắn nhiệt kế khuấy nhẹ, giữ ở nhiệt độ 70oC Tính kết quả: ► Độ hịa tan của hỗn hợp malt và gạo: Trong đĩ: Eo: Độ hịa tan của malt (%) H1: Độ hịa tan của gạo (%) 1 2 o (800 Hx0.52 H x0.48).BE (%) 100 B     KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 38 trong 10 phút. Đun sơi 100oC và giữ trong vịng 10 phút. Làm nguội xuống 65oC. ► Đổ dung dịch ở cốc 2 vào cốc 1, tráng sạch cốc bằng nước cất, đặt vào nồi cách thủy và giữ ở nhiệt độ 45oC trong 30 phút. Nâng nhiệt độ lên 70oC và giữ trong vịng 1h. Lấy cốc ra, làm nguội xuống 30oC, thêm cho đủ 450g. Lọc, làm lạnh, đo balling ở 20oC. H2: Độ ẩm của malt (%) B: Độ balling đã đo (%) ► Độ hịa tan của gạo:  Tiêu chuẩn kỹ thuật của malt , gạo: Bảng 3.5: Các chỉ tiêu kỹ thuật của malt, gạo. (Nguồn: Cơng ty bia Vinaken). Giới hạn cho phép Chỉ tiêu Đơn vị tính Malt Gạo Màu sắc cảm quan - Vàng rơm tươi đến vàng sẫm. Trắng đến trắng ngà. Mùi vị - Thơm đặc trưng của malt, vị ngọt nhẹ. Khơng cĩ mùi gạo cũ. Độ thuần khiết - Khơng cĩ tạp chất lạ, khơng nhiễm nấm mốc. Sạch cám, khơng bị mốc ẩm, sâu mọt. Độ ẩm % 4.50  1.00  16.00 Độ hịa tan (nước nha) % mas  8.60 - Độ hịa tan (chất khơ xay nhuyễn) %  76.0  78.00 Thời gian đường hĩa Phút  15 - Tốc độ lọc Phút < 60 - Màu sắc EBC 3.0 - 4.5 - pH nước nha - 5.7 - 6.0 - Độ chua ml NaOH 0.1N/10ml mẫu 1.00  0.10 - Đạm tồn phần %  10.0 - O malt gao E (E x0.48)E (%) 0.52   KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 39 3.3.2. Kiểm tra hĩa lý 3.3.2.1. Tiến hành lấy mẫu  Phạm vi áp dụng: Nước dịch nha, bia trước khi lọc và bia thành phẩm.  Mở val lấy mẫu, xả 4 – 5 giây để tráng val. Tráng bình lấy mẫu 2 lần, sau đĩ lấy khoảng 400-500ml.  Đối với mẫu dùng để kiểm tra CO2: Mở val lấy mẫu, xả 4 – 5 giây để tráng sạch val. Sau khi tráng lấy bình, lấy mẫu 2 lần. Nối ống dẫn bia từ tank và bình lấy mẫu, mở val bia từ TBF để bia đi vào bình lấy mẫu. Sau khi bia đi vào 1/3 bình, mở val xả khí của bình lấy mẫu 4 – 5 giây để khơng khí thốt ra hết. Đĩng val xả khí. Tiếp tục cho bia chảy đầy vào bình lấy mẫu. Đĩng tất cả các val đậy nắp. (a) Xả bia trước khi lấy mẫu. (b),(c) Lấy mẫu bia. Hình 3.4: Thao tác lấy mẫu kiểm tra hĩa lý. 3.3.2.2. Xác định độ chua  Mẫu phải được loại CO2 trước khi tiến hành phân tích mẫu.  Lấy 2 bình tam giác 50ml, cho vào mỗi bình 10ml mẫu, đem chuẩn độ bằng NaOH 0.1N, với chỉ thị phenolphtalein 1% đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng, dừng chuẩn độ, ghi nhận thể tích NaOH 0.1N tiêu tốn và tính kết quả.  Kết quả: là trung bình cộng thể tích NaOH 0.1N tiêu tốn của 2 bình và độ sai lệch giữa 2 bình khơng quá 0.05ml. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 40 3.3.2.3. Xác định độ mặn (Hàm lượng NaCl)  Mẫu phải được loại CO2 trước khi tiến hành phân tích mẫu.  Lấy hai bình tam giác 50ml, cho vào mỗi bình 10ml mẫu, dùng NaOH 0.1N trung hịa tới mơi trường trung bình (pH=7-8), thêm vào khoảng 4-5 giọt K2CrO4 10%. Rồi dùng AgNO3 0.1N để chuẩn độ dung dịch cho đến khi xuất hiện màu đỏ gạch. Ghi thể tích tiêu tốn và tính kết quả theo cơng thức.  Kết quả: tính bằng cách lấy trung bình cộng của 2 mẫu và độ chênh lệch thể tích AgNO3 0.1N giữa hai bình khơng được vượt quá 0.5ml.  Cơng thức tính: mau V.D.Cn.1000X (mg / g) V  Trong đĩ: X: Hàm lượng NaCl cĩ trong mẫu (mg/l) Cn: Nồng độ đương lượng của AgNO3 (N) V: Thể tích AgNO3 tiêu tốn (ml) V mẫu: Thể tích của mẫu (ml) 3.3.2.4. Xác định độ màu  Chuẩn bị mẫu: Mẫu phải được loại bỏ CO2 và đưa về nhiệt độ phịng. Mẫu phải được lọc bằng giấy lọc và một ít bột trợ lọc.  Dụng cụ và hĩa chất: Máy quang phổ UV, cuvet thủy tinh 1ml.  Cách đo: Bật máy khởi động 10 phút trước khi đo. Đo độ hấp thụ của mẫu qua bước sĩng 430nm. Mẫu đối chứng là nước cất.  Ghi kết quả hiển thị trên máy. 3.3.2.5. Xác định tinh bột sĩt  Phương pháp này chỉ áp dụng cho kiểm tra nước dịch nha.  Mẫu phải được đưa về nhiệt độ phịng, lắc đều trước khi phân tích.  Dùng pipet hút 15ml cồn vào ống nghiệm, cho 15ml mẫu vào, đậy nắp ống nghiệm. Lắc mạnh để dung dịch kết tủa hồn tồn, để yên trong 30 phút để kết KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 41 tủa lắng xuống ống nghiệm. Gạn bỏ cồn, thêm vào ống nghiệm 10ml nước cất, lắc cho tan đều các chất kết tủa, cho vài giọt iod, lắc đều, quan sát hiện tượng.  Kết luận: Nếu thấy dung dịch chuyển sang màu xanh, kết luận mẫu cịn sĩt tinh bột. Dung dịch chuyển sang màu vàng của iod, kết luận quá trình đường hĩa hồn tồn. Hình 3.5: Kết quả kiểm tra tinh bột. 3.3.2.6. Xác định độ đường  Dùng để kiểm tra độ balling của nguyên liệu trong quá trình nấu bia, bia đang lên men, bia trước và sau khi lọc, bia thành phẩm.  Đối với nước dịch nha: Mẫu phải được bảo quản lạnh ở nhiệt độ nhỏ hơn 20oC.  Đối với mẫu đo bằng balling cặn (mẫu sau khi tách cồn và CO2) của bia trước khi lọc và bia thành phẩm thì phải làm lạnh và định mức đúng 250ml.  Đối với bia đang lên men, thực hiện đuổi CO2 kỹ trước khi đo.  Lắc đều mẫu, rĩt vào ống đong 250ml mẫu, dùng đũa thủy tinh khuấy đều, hớt bọt. Thả sacharimeter (thước đo balling) từ từ vào dung dịch, buơn nhẹ tay cho sacharimeter nổi tự do trong dung dịch, xoay nhẹ tay sao cho sacharimeter khơng bám sát vào thành ống đong, chờ ổn định 1-2 phút.  Đọc kết quả trên thước đo ở nhiệt độ chuẩn 20oC. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 42 Hình 3.6: Đo độ đường cuối. 3.3.2.7. Xác định độ cồn  Áp dụng cho bia trước khi lọc, bia thành phẩm.  Mẫu phải được loại CO2.  Dùng bình định mức chính xác 250ml mẫu cho vào bình cầu 1 lít. Tráng bình định mức 150-200ml nước cất. Tiến hành cất trên bếp, qua hệ thống giải nhiệt bằng ống sinh hàn. Lấy ¾ dịch cất so với thể tích ban đầu. Định mức lại đúng 250ml bằng nước cất, làm lạnh tới nhiệt độ 20oC.  Cho dịch này vào ống đong 250ml, dùng cồn kế xác định và ghi kết quả. Hình 3.7: Chưng cất và đo độ cồn. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 43 3.3.2.8. Xác định hàm lượng CO2  Phương pháp này áp dụng kiểm tra cho bia thành phẩm.  Mẫu phải đựng trong chai lấy mẫu cĩ nút đậy kín khoảng trống trong chai lấy mẫu phải >1%. Ổn định bằng cách để yên trong tủ đá ở nhiệt độ <50C trong vịng 2h. Hình 3.8: Lấy mẫu kiểm tra nồng độ CO2.  Lấy hai bình tam giác 250ml. Cho vào mỗi bình 25ml Na2CO3 0.2N.  Bình 1: Cho tiếp vào chính xác 20ml mẫu bia đã chuẩn bị. Cho vào vài giọt chỉ thị phenolphtalein 1%. Nếu thấy dung dịch khơng xuất hiện màu hồng chứng tỏ Na2CO3 0.2N cịn thiếu. Thực hiện lại thao tác tương tự nhưng tăng thể tích Na2CO3 lên 30-35ml. Rồi chuẩn lượng Na2CO3 0.2N dư bằng HCl 0.2N với chỉ thị phenolphtalein 1% tới khi dung dịch chuyển từ màu hồng sang khơng màu. Ghi kết quả HCl 0.2N tiêu tốn V2, tính kết quả.  Bình 2: Thao tác tương tự bình 1, thay 20ml mẫu bia bằng 20ml mẫu bia đã được loại CO2. Ghi kết quả HCl 0.2N tiêu tốn V1.  Kết quả: Hàm lượng CO2 được tính theo cơng thức sau: 1 2 n M (V V ).C .DC V   KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 44 Trong đĩ: C: Hàm lượng CO2. V1, V2: Thể tích HCl tiêu tốn ở bình 1,2 (ml) Cn: Nồng độ đương lượng gam (N). 3.3.2.9. Tiêu chuẩn kỹ thuật Bảng 3.6: Các chỉ tiêu kỹ thuật của nước dịch nha, bia trước khi lọc, bia thành phẩm. (Nguồn: Theo tiêu chuẩn Việt Nam 7042/2002). Giới hạn cho phép Chỉ tiêu Đơn vị tính Nước dịch nha Bia trước khi lọc Bia thành phẩm Mùi vị - Cĩ mùi thơm đặc trưng của malt và hoa houblon. Độ thuần khiết - Trong, khơng cĩ tạp chất lạ. Độ chua ml NaOH 0.1N/10ml mẫu 0.9 0.2 1.40.2 1.60.2 Độ mặn mg/l 450-550 400-500 400-500 Độ màu EBC 8.5 - 11.0 7.0 - 9.0 5.5 - 7.5 Độ đường ban đầu %mas 10.40.1 - - Độ đường cuối % - 2.2 - 2.5 - Độ cồn % v/v - 4.5  0.2 4.5  0.2 Hàm lượng chất hịa tan ban đầu (balling nguyên thủy) % w/w - 10.1  0.1 10.1  0.1 Hàm lượng CO2 g/l - - > 4.5 Diacetyl Mg/l - -  0.2 3.3.3. Kiểm tra vi sinh 3.3.3.1. Tiến hành lấy mẫu  Phạm vi áp dụng: Nước dịch nha, bia trước và sau khi lọc, bia thanh trùng.  Lau sạch bằng cồn, sau đĩ mở đèn cực tím 30 phút trước khi tiến hành khử mẫu.  Lấy mẫu: Dùng kẹp lấy mẫu cĩ gắn bơng gịn, nhúng cồn lau sạch val, thay miếng bơng khác nhúng cồn rồi đốt nĩng val, gắn val lấy mẫu đã được tráng cồn, tiếp tục đốt nĩng val. Từ từ mở val bia đồng thời đưa miệng chai đến gần KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 45 ngọn lửa, mở nắp và lấy mẫu khoảng 1/3 chai. Tất cả các thao tác đều thực hiện nhanh trên ngọn đèn, đảm bảo ko cĩ vi sinh vật xâm nhập vào khi lấy mẫu. Hình 3.9: Lấy mẫu kiểm tra vi sinh nước dịch nha. Hình 3.10: Lấy mẫu kiểm tra vi sinh bia.  Xử lý mẫu: Mẫu được đựng trong chai thủy tinh cĩ nắp đậy kín. Nếu chưa kiểm tra ngay, mẫu được bảo quản trong tủ lạnh, nếu thấy mức độ nhiễm khuẩn cao thì pha lỗng theo tỷ lệ 1/10, 1/100.  Cách pha lỗng mẫu: Hút 1ml mẫu cho vào ống nghiệm đã cĩ sẵn 9ml nước cất hay nước muối sinh lý đã vơ khuẩn. Ta cĩ nồng độ pha lỗng 10-1. Tùy theo mức độ nghi vấn nhiễm bẩn của mẫu mà pha lỗng theo nồng độ 10-2, 10-3, 10-4, 10-5.... KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 46 Hình 3.11: Cách pha lỗng dung dịch mẫu. 3.3.3.2. Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí Vi sinh vật hiếu khí là những vi sinh vật tăng trưởng và hình thành khuẩn lạc trong điều kiện cĩ oxy phân tử. Tổng số vi sinh vật hiếu khí hiện diện trong mẫu chỉ thị mức độ vệ sinh của thực phẩm.  Mơi trường: Thạch thường (Meat extract agar)  Nuơi cấy: Cho vào 2 đĩa petri, mỗi đĩa 1ml dung dịch mẫu ở những nồng độ thích hợp. Cho vào khoảng 10-15ml thạch thường đã đun sơi tan chảy và để nguội đến 45-50oC vào đĩa petri đã cấy mẫu. Xoay nhẹ theo chiều ngược chiều kim đồng hồ để dung dịch mẫu được trộn đều trong mơi trường cấy. Để đơng tự nhiên, lật ngược đĩa petri, đặt trong tủ ấm ở nhiệt độ 37oC trong 24-48h.  Đọc kết quả: Đếm số khuẩn lạc trên đĩa petri. Chọn những đĩa cĩ số khuẩn lạc từ 25-250.  Kết quả: Tổng số vi sinh vật hiếu khí cĩ trong một đơn vị thể tích mẫu. Trong đĩ: A: Số tế bào vi khuẩn trong 1 ml mẫu. (CFU/ml). N: Tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa đã chọn. ni: Số lượng đĩa cấy tại độ pha lỗng thứ i. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 47 V: Thể tích dung dịch mẫu (ml) cấy vào trong mỗi đĩa. fi: Độ pha lỗng tương ứng. Hình 3.12: Cách nuơi cấy mẫu. 3.3.3.3. Xác định tổng số Coliforms Coliforms được xem là nhĩm vi sinh vật chỉ thị. Số lượng của chúng hiện diện trong nước, thực phẩm được dùng để chỉ thị khả năng hiện diện của các loại vi sinh vật khác. Nhĩm coliforms gồm 4 giống: E.coli, Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter.  Phương pháp này khơng áp dụng cho nước dịch nha và bia trước khi lọc.  Mơi trường: LSB, BGBL 2% với nhiệt độ 370C trong 2h.  Nuơi cấy và đọc kết quả: Bước 1: Pha lỗng mẫu ở 3 nồng độ pha lỗng bậc 10 liên tiếp (10-1, 10-2, 10-3). Bước 2: Cấy mẫu vào canh LSB, chuyển 1ml dung dịch cĩ nồng độ 10-1, 10-2, 10-3 vào 10ml LSB. Lắc đều. Ủ trong tủ ấm ở nhiệt độ 370C/48h. Bước 3: Quan sát hiện tượng. Ghi nhận các ống sinh hơi. Bước 4: Dùng que cấy vịng cấy chuyển dung dịch mẫu từ các ống LSB(+) sang mơi trường BGBL. Ủ ở nhiệt độ 370C/48h. Ghi nhận các ống dương tính ở từng độ pha lỗng tương ứng. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 48 Hình 3.13: Các bước định lượng Coliforms bằng phương pháp MPN (Nguồn: www.lethuylinh.weebly.com) Bước 5: Tra bảng Mac Crady để suy ra mật độ vi sinh vật. Bảng 3.7: Bảng tra MPN dùng cho 3 loạt ống nghiệm ở 3 nồng độ pha lỗng. (Nguồn: Khoa học cơng nghệ malt & bia, GS.TS. Nguyễn Thị Hiền, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật năm 2007) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 49 3.3.3.4. Xác định Escherichia coli Escherichia coli là vi khuẩn gây bệnh đường ruột. Đồ uống, thực phẩm khơng cĩ e.coli mới được coi là an tồn.  Mơi trường: LSB, EC, EMB, thuốc thử Kovac’s, MR-VP borth, SCA. Hình 3.14: Cấy mẫu từ các độ pha lỗng vào canh LSB. Sơ đồ 3.2: Xác định Escherichia coli trong mẫu bia. Cho 1ml mẫu nồng độ 10-1, 10-2, 10-3 vào ống 10ml canh LSB, mỗi nồng độ lặp lại 3 ống nghiệm. Ủ ở 37oC, 48h. Ghi nhận các ống LSB (+) cĩ sinh hơi ở mỗi nồng độ pha lỗng. Cấy vào ống canh EC, ủ ở 44.5°C 0.2oC, 24h. Ghi nhận số ống (+) ở mỗi độ pha lỗng. Cấy lên thạch EMB, ủ ở 37oC, 24h. Chọn khuẩn lạc cĩ đường kính lớn hơn 1mm (trịn, dẹt hình đĩa, cĩ ánh kim) Thử nghiệm IMViC (+ + - -) E.coli KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 50  Thử nghiệm Indol: Cấy chuyền vi khuẩn từ mơi trường thạch thường vào mơi trường Tryptone, nuơi ở tủ ấm 37oC/24-48h. Bổ sung 1ml ether hoặc xylene vào ống nghiệm, lắc đều để chiết tách indol lên lớp dung mơi hữu cơ. Sau đĩ cho vào 0.5ml thuốc thử Kovac’s. (-) Khi cĩ lớp màu vàng trên mặt. (+) Xuất hiện màu đỏ. Hình 3.15: Thử nghiệm Indol .  Thử nghiệm Methyl red: Cấy chuyền vi khuẩn từ thạch thường vào mơi trường MR-VP borth (Methyl red – Voges Proskawer), nuơi ở tủ ấm 37oC/ 2-5 ngày. Sau đĩ nhỏ vài giọt thuốc thử Methyl red 0.02% vào dung dịch. (-) Khi xuất hiện màu vàng. (+) Xuất hiện màu đỏ. Hình 3.16: Thử nghiệm Methyl red. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 51  Thử nghiệm Voges Proskawer: (-) Mơi trường giữ nguyên màu. (+) Khi cĩ màu đỏ ở trên bề mặt mơi trường Hình 3.17: Thử nghiệm Voges Proskawer.  Thử nghiệm Citrate: Cấy ria vi khuẩn từ thạch thường vào ống thạch nghiêng cĩ chứa mơi trường rắn Simmons Citrate Agar (SCA), nuơi ở tủ ấm 35oC/24-48h. (-) Mơi trường giữ nguyên màu. (+) Mơi trường chuyển sang màu xanh dương. Hình 3.18: Thử nghiệm Citrate.  Kết quả: Khẳng định vi khuẩn E.coli bằng nghiệm pháp IMViC. Hình 3.19: E.coli nuơi trên mơi trường thạch EMB. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 52 Hình 3.20: Kết quả IMViC của E.coli sau 24h ủ ở 37oC. 3.3.3.5. Xác định tổng số nấm men, nấm mốc Nấm men, nấm mốc hiện diện, tăng trưởng sẽ làm thay đổi màu bia, làm phát sinh mùi vị lạ hay làm hư hỏng bia.  Mơi trường: Thạch Sabouraud  Nuơi cấy: Dùng pipet 1ml đã vơ trùng hút mẫu bia, cấy vào 2 đĩa petri, mỗi đĩa 1 ml mẫu, đổ khoảng 15 ml mơi trường thạch Sabouraud đã đun tan chảy và để nguội đến 45-50oC, xoay nhẹ đĩa petri để mẫu hịa đều vào mơi trường. Ủ ở nhiệt độ 25-30oC/ 3 ngày.  Đếm tất cả khuẩn lạc mốc mọc trên mơi trường nuơi cấy. Ghi nhận kết quả. Hình 3.21: Nấm men. (Nguồn: www.thuvienkhoahoc.com) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 53 (a) (b) Hình 3.22: Kiểm tra nấm men (a) và nấm mốc (b). 3.3.3.6. Xác định tổng số Clostridium Perfringens Giống Clostridium là những vi khuẩn gram dương, hình que, kỵ khí, sinh bào tử, cĩ thể thủy giải saccharide và protein. Khi thủy giải protein và chuyển hĩa khơng hồn tồn axit amin sẽ gây mùi khĩ chịu, làm hư hỏng bia. Giống Clostridium perfringens cĩ thể gây hoại tử, biến chứng vết thương. Hình 3.23: Khuẩn lạc Clostridium Perfringens trên đĩa phân lập.  Khơng áp dụng cho mẫu nước dịch nha.  Mơi trường: Thạch Wilson dùng mơi trường tổng hợp KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 54  Nuơi cấy: Hút 1 ml mẫu cho vào ống nghiệm cĩ chứa mơi trường thạch Wilson đã được đun tan chảy, để nguội 45-50oC. Sau đĩ đun cách thủy 70-80oC/10-15 phút. Để tủ ấm 37oC/ 24-48h.  Đọc kết quả: Sau thời gian nuơi cấy, nếu thấy xuất hiện những khuẩn lạc đen, to bằng đầu đũa mọc cách mặt thạch 2-3 cm thì khẳng định cĩ sự hiện diện của vi khuẩn Clostridium Perfringens. 3.3.3.7. Xác định tổng vi khuẩn kị khí H2S Vi khuẩn kị khí H2S gây hư hỏng cho bia thành phẩm.  Phương pháp này chỉ áp dụng cho bia thành phẩm.  Mơi trường: thạch Wilson, dung dịch natri sulfit 20%, dung dịch phèn sắt 5%.  Nuơi cấy: Hút 1ml mẫu cho vào ống nghiệm chứa sẵn 2ml dung dịch natri sulfit 20% và 5 giọt phèn sắt 5%. Sau đĩ đổ thạch Wilson đã đun tan chảy và làm nguội đến 45-50oC vào khoảng 2/3 ống nghiệm. Cho 1 giọt parafin lỏng trên mặt thạch ống nghiệm đã cấy mẫu. Để 370C/24-48h.  Đọc kết quả: Tất cả các khuẩn lạc đen, to , nhỏ đều là vi khuẩn kị khí H2S. Hình 3.24: Kiểm tra vi khuẩn kị khí H2S. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 55 3.3.3.8. Tiêu chuẩn kỹ thuật Bảng 3.8: Các chỉ tiêu vi sinh trong mẫu nước dịch nha, bia trước khi lọc và bia thành phẩm. (Nguồn: Theo tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam 7042/2002) Giới hạn tối đa cho phép Chỉ tiêu Đơn vị tính Nước dịch nha Bia trước khi lọc Bia thành phẩm Tổng số vi sinh vật hiếu khí 100 200 10 3 Tổng số nấm men, nấm mốc Số khuẩn lạc/ml 0 100 100 E.coli 0 0 0 Cl.perfringens - 0 0 Coliforms Số vi khuẩn/ml - - 50 S.aureus - - 0 Strep.feacal Số vi khuẩn/ml - - 0 Vi sinh vật kị khí H2S C/ml - - 50 Bảng 3.9: Chỉ tiêu kim loại nặng trong mẫu bia thành phẩm. (Nguồn: Theo tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà máy bia Vinaken). Chỉ tiêu Đồng (Cu) Thiết (Sn) Kẽm (Zn) Chì (Pb) Asen (As) Thủy Ngân (Hg) Cadimi (Cd) Antimon Giới hạn cho phép (ppm) 2.0 40.0 5.0 0.2 0.1 0.05 1.0 0.15 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 56 3.3.4. Kiểm tra mật độ men trong dịch đường, men sống, men chết, tạp nhiễm bằng phương pháp định lượng vi sinh vật 3.3.4.1. Phương pháp đếm trực tiếp bằng buồng đếm Neubauer  Phạm vi áp dụng: Kiểm tra men sau khi cấy men giống và khi thu hồi men.  Dụng cụ và hĩa chất: – Buồng đếm Neubauer (buồng đếm hồng cầu) – Kính hiển vi – Nấm men bia – Dung dịch methyl blue – Bình tam giác – Ống nghiệm – Pipet 1ml, 10ml.  Cách tiến hành: Sau khi lấy mẫu nước dịch nha cho vào bình tam giác 50ml, lắc đều trước khi lấy mẫu phân tích. Cho 9ml methyl blue vào ống nghiệm, dùng pipet hút 1ml mẫu cho vào ống nghiệm trên. Nhỏ 1 giọt mẫu được pha lỗng vào vùng đếm trên buồng đếm. Đậy bằng lá kính. Chỉnh kính hiển vi với vật kính x40, tìm mạng ơ đếm ở khu vực buồng đếm. Chỉnh thị trường sau cho 1 thị trường chứa 1 ơ lớn (4x4=16 ơ nhỏ). Đếm số tế bào hiện diện trong ơ lớn. Sau đĩ chỉnh thị trường tìm ơ lớn khác, đếm số tế bào của ít nhất 5 ơ lớn. Lấy trị số trung bình.  Tính kết quả: So TBDD x 4000 x 1000 x HSPLMat do te bao So o nho dem duoc  Trong đĩ: – Mat do te bao: Mật độ tế bào cĩ trong mẫu. – So TBDD: Số tế bào đếm được (tế bào/ml) – HSPL: Hệ số phân lập KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 57 – 4000: Thể tích buồng đếm – 1000: Hệ số chuyển đổi – Số ơ nhỏ đếm được: 16x10 = 160 Sau khi quá trình lên men kết thúc, người ta cĩ thể thu hồi lại men với tỷ lệ men chết dưới 10% trên tổng số tế bào. (a) Cách đếm tế bào trong một ơ nhỏ (b) Cách đếm tế bào trong buồng đếm Neubauer. Hình 3.25: Phương pháp xác định tế bào nấm men bằng buồng đếm Neubauer. (Nguồn: Phương pháp định lượng, Nguyễn Văn Hạnh, Đại học Cơng nghiệp thực phẩm TPHCM, năm 2010-2011). 3.3.4.2. Chỉ tiêu kiểm tra men Bảng 3.10: Chỉ tiêu kiểm tra men. (Nguồn: Theo tiêu chuẩn kiểm tra của nhà máy bia Vinaken). Chỉ tiêu Men thu hồi Men gây Tỷ lệ men chết  10%/ tổng tế bào  5% Tạp nhiễm  2%/ tổng tế bào < 1% Tỷ lệ dùng 1.5-3% V/V nước dịch nha (tùy nồng độ của men)  8.5% thể tích nước dịch nha KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 58 3.3.5. Kiểm tra quá trình tẩy rửa, vệ sinh các đường ống và dụng cụ  Mục đích: Kiểm tra các quá trình sử dụng chất tải lạnh, vệ sinh tank, đường ống dẫn bia.. để phát hiện những yếu tố gây ảnh hưởng đến chất lượng cũng như an tồn thực phẩm của bia, khắc phục và xử lý kịp thời trong quá trình sản xuất. 3.3.5.1. Kiểm tra chất dư tẩy rửa  Cách tiến hành: Hút chính xác 50ml nước cất cho vào chai pet, lắc mạnh cho nước tráng khắp chai và đáy chai. Chuyển hết lượng nước trong chai vào bình tam giác 100ml cĩ nút. Thêm vào đĩ 15ml Cloroform và 10ml hỗn hợp chỉ thị, lắc đều. Chuẩn bằng dung dịch Hyamine 0.004M cho tới khi dung dịch chuyển từ màu hồng của Cloroform sang màu xanh, dừng chuẩn độ. Ghi thể tích Hyamine tiêu tốn và tính kết quả.  Kết quả: % V= M . VH . f . 100/Vm Trong đĩ: M: Khối lượng phân tử f: Hệ số hiệu chỉnh của dung dịch Hyamine VH: Thể tích Hyamine dùng chuẩn độ Vm: Thể tích mẫu. 3.3.5.2. Kiểm tra các điều kiện vệ sinh của vật chứa bia  Vật chứa bia gồm bock 50 lít, bock 80 lít, chai pet.  Kiểm tra nồng độ NaOH tại máy rửa: nồng độ quy định 1-2 % tần suất 1 tuần/ lần.  Nhiệt độ nước nĩng tại máy rửa: 90-100oC khi thiết bị hoạt động. 3.3.5.3. Kiểm tra bia đĩng chai  Kiểm tra bia đĩng chai đúng vạch quy định, kiểm tra nhãn chai cĩ lỗi hay khơng.  Sau khi tráng hĩa chất khử trùng, kiểm nghiệm viên lấy mẫu vỏ chai để kiểm tra vi sinh. Thời gian: 3 lần/ tuần. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 59 3.3.5.4. Kiểm tra vệ sinh tank, đường ống dẫn bia  Các tank sau khi thanh trùng,thu hồi bia sẽ được cơng nhân làm vệ sinh sạch sẽ, khơng dính cặn, bọt bia, khơng cĩ mùi chua cũng như các mùi vị lạ khác, kiểm tra các val khơng được bám cặn bẩn.  Vệ sinh đường ống bằng NaOH 1% và nhiệt độ 100oC, pH = 6-7.5 thì đạt yêu cầu. 3.3.5.5. Chỉ tiêu vi sinh và dư lượng chất tẩy rửa đối với vỏ chai pet và vỏ bock Bảng 3.11: Chỉ tiêu vi sinh và dư lượng chất tẩy rửa đối với vỏ chai pet và bock. (Nguồn: Theo tiêu chuẩn kỹ thuật nhà máy bia Vinaken). Chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn cho phép Tổng vi sinh vật hiếu khí: – Bock – Pet Số khuẩn lạc/ml 500 200 Coliforms KL/ml 0 Cl.pertringens KL/ml 0 E.coli KL/ml 0 Tổng nấm men – nấm mốc Khĩm/ml 0 Vỏ chai pet và vỏ bock Dư lượng chất tẩy rửa %V Vết/Khơng cĩ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 60 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Nhận xét Trong thời gian làm khĩa luận tốt nghiệp, nhờ sự giúp đỡ tận tình của các cơ chú trong nhà máy bia Vinaken, em đã quan sát và tìm hiểu được quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng bia để bổ sung thêm kiến thức cịn thiếu sĩt, tạo điều kiện thuận lợi cho cơng việc sau này khi ra trường. Nhà máy bia Vinaken cĩ những ưu điểm:  Để tránh gây ơ nhiễm mơi trường và các khu vực xung quanh, nhà máy trang bị đầy đủ hệ thống thu gom rác thải và xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn Việt Nam (5945/2005).  Kiểm tra nghiêm ngặt các chỉ tiêu hĩa lý và vi sinh trong khâu xử lý nước thải và chất thải rắn (bã malt, nấm men thừa, cặn nĩng, những chất bao gĩi.) Tận dụng các phế phẩm trong sản xuất như bã men thừa bán cho các cơng ty chế biến thức ăn cho gia súc, tận dụng thu dịch chất chiết trong dịch đường để tăng hàm lượng protein. Các lon, chai được thu gom và xử lý ở nhà máy tái chế.  Với cơng nghệ tiên tiến hồn tồn, nhà máy khơng sử dụng các loại phụ gia cĩ hại cho sức khỏe. Nguyên liệu đa phần được nhập khẩu từ Đức. Áp dụng các biện pháp nấu và lên men đúng tiêu chuẩn, sử dụng các thiết bị lọc hiện đại.. Vì thế, nhà máy đạt được các tiêu chuẩn về chất lượng và an tồn vệ sinh từ khâu sản xuất đến khâu thành phẩm. Bên cạnh đĩ, nhà máy vẫn cĩ những nhược điểm:  Do tận dụng việc thu hồi cặn nĩng để làm nước rửa bã đã làm tăng các tạp chất vào trong bia thành phẩm, gây ảnh hưởng đến chất lượng bia.  Tiêu chuẩn vi sinh vẫn chưa hồn tồn đạt do vẫn chưa kiểm sốt được chất lượng nấm men. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 61  Trong bia thành phẩm, chỉ tiêu hĩa lý diacetyl và chỉ tiêu vi sinh S.aureus, Strep.feacal, phịng thí nghiệm của cơng ty chưa đủ điều kiện kiểm tra nên phải kiểm tra ở bên ngồi. Nhà máy bia Vinaken đặt mục tiêu chất lượng và vệ sinh an tồn thực phẩm lên hàng đầu nên nhà máy luơn tuân thủ nghiêm ngặt các chỉ tiêu trong khâu sản xuất và kiểm tra chất lượng theo đúng tiêu chuẩn của nhà máy cũng như tiêu chuẩn Việt Nam. 4.2. Kiến nghị Để đảm bảo cho quá trình sản xuất bia đạt đúng chỉ tiêu chất lượng thì quá trình kiểm tra chất lượng phải thật chặt chẽ, nghiêm ngặt, theo đúng quy định của nhà nước, của bộ y tế và tiêu chuẩn của nhà máy đề ra. Những nhược điểm như việc thu hồi cặn nĩng, nhà máy khơng nên thu hồi và sử dụng cặn nĩng cho việc rửa bã để khơng ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm. Nhà máy cần thiết lập quy trình kiểm tra chất lượng của nấm men để tăng chuyển hĩa vật chất trong quá trình lên men bia, giảm các chất tạp nhiễm gây ảnh hưởng đến chất lượng cũng như vệ sinh an tồn thực phẩm. Trong quá trình nấu, để tránh tạo bọt trên bề mặt, nhà máy cĩ thể bổ sung thêm chất foamsol (chất chống tạo bọt và hỗ trợ trong quá trình lên men) để giúp ổn định các chất cĩ trong hoa houblon. 4.3. Kết luận Với kiến thức đã được học trong nhà trường so với thực tế sản xuất của nhà máy, em nhận thấy khơng nên áp dụng lý thuyết một cách rập khuơn mà phải cĩ sự vận dụng linh hoạt cùng với kinh nghiệm thực tế. Và bài khĩa luận tốt nghiệp này, đã giúp em cĩ thêm nhiều kiến thức về cơng nghệ sản xuất và kiểm tra chất lượng bia cũng như hiểu thêm phần nào tầm quan trọng của vệ sinh an tồn thực phẩm trong sản xuất. KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯƠNG NGÂN QUỲNH NHƯ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Thùy Linh, năm 2010 Thực hành vi sinh, trường Đại học Cơng nghiệp thực phẩm TPHCM. 2. Luận văn tốt nghiệp, năm 2010, Nguyễn Thị Hồng Thắm [tr. 45-52] 3. Nguyễn Thị Hiền, năm 2007, khoa học cơng nghệ malt và bia [tr. 21-35], nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 4. Nguyễn Văn Hạnh, Phương pháp định lượng, trường Đại học Cơng nghiệp thực phẩm TPHCM. 5. Tài liệu thực tập cơng ty bia Vinaken, năm 2011 [tr. 15-22] Từ trang web: 1. www.lethuylinh.weebly.com 2. www.sabeco.com 3. www.sinhhocvietnam.com 4. www.thuvienkhoahoc.com 5. www.thuvienkhoahoc.com 6. www.vnexpress.net