Thành phần nguyên liệu bia

1. Công nghệ sản xuất rượu,bia và nước giải khát

2. Quy trình sản xuất bia

5. Nguyên liệu sử dụng trong sản xuất bia • Malt đại mạch • Hops • Nước • Nấm men • Nguyên liệu có chứa tinh bột ( gạo )

6. Malt đại mạch • Không thể làm bia nếu không có malt • Malt có thể làm từ nhiều loại ngũ cốc khác như: đại mạch, lúa mì, lúa, lúa miến nhưng thích hợp nhất vẫn là đại mạch • Để sản xuất khoảng 100 lít bia cần 17 kg malt • Malt đại mạch là sự nảy mầm của hạt đại mạch nhưng được dừng lại ở một thời điểm thích hợp • Malt đại mạch có hàm lượng protein cao giúp tế bào nấm men phát triển, tạo bọt • Chọn malt hai hàng hạt: có tỉ lệ vỏ / nội nhũ thấp, hạt lớn • Đại mạch Làm sạch, phân loại Ngâm Malt Xử lý Sấy Nảy mầm

7. Đại Mạch Đánh giá chất lượng: Càm quan, hóa lý

8. Đại Mạch

9. 9 • Two-row summer barley is very good suitable for beer production, but more expensive • Six-row barley has a higher yield per ha. • New varieties under development are very promising Differentiation Characteristics of grains Characteristics of husks Amount of starch Amount of proteins Two-row summer barley Uniform grains Thin husk A lot of starch Less protein Six-row winter barley Twisted grains Plump husk Less starch More protein

10. pH of malt

11. Quy trình sản xuất malt Storage Loại hạt gẫy (Cylinder ) Loại sỏi (Destoner) GradingStorage

12. Quy trình sản xuất malt

13. Barley Cleaning Sorting Large Medium Small Steeping in water ( at 120C - 150C for 2-3 days) Germination Drying of malt ( at 710C – 920C ) Curing of malt ( at 80C for 5 houurs ) Grind to coarse flour Quy trình sản xuất malt Animal feed

14. Quạt sàng Rửa malt Tách nước, làm ẩm malt Nảy mầmTưới malt Sấy khôSấy kiệt Làm lạnh malt Quy trình sản xuất malt liên tục Độ ẩm malt mầm Đầu hạt 39% Giữa hạt 38% Cuối hạt 47%

15. Malt Making • Đại mạch ngâm trong nước • Sau đó cho nảy mầm • Gibberellic acid được giải phóng trong quá trình nảy mầm của hạt, phá vỡ vỏ hạt giải phóng enzyme amylase • Enzyme amylase thủy phân tinh bột thành maltose • Đối với đại mạch thường ươm ở nhiệt độ 13 0C ÷170C, nhưng nếu hàm lượng protein trong hạt cao thì phải ươm ở nhiệt độ lớn hơn (20 0C ÷23 0C). Độ ẩm thích hợp khoảng 43÷46%. Cường độ hô hấp và các quá trình sinh hóa xảy ra trong hạt khi ươm phụ thuộc vào tỉ lệ này có trong khối hạt. Trong thời kì đầu của quá trình ươm mầm, khi xảy ra sự tích lũy enzym lớn nhất thì sự thông khí rất cần thiết. Khi các enzym đã tích lũy đủ, các quá trình sinh hóa vẫn tiếp tục, thậm chí nó vẫn tiếp diễn trong điều kiện kìm hãm sự phát triển của mầm. Để thu được malt có chất lượng tốt cần phải giữ hàm lượng CO2 trong không khí không vượt quá 20%. • Bên ngoài: mầm và rễ bắt đầu xuất hiện từ từ. • Bên trong: dưới tác dụng của các enzym có trong hạt hoặc mới được tạo thành khi nẩy mầm • Sự hòa tan thành tế bào dưới tác dụng của enzym xitase. • Sự thủy phân tinh bột dưới tác dụng của hệ enzym amylase • Sự thủy phân protein nhờ protease. • Sự thủy phân phitin nhờ enzym phitase. • Sự thủy phân chất béo nhờ enzym lipase.

16. Malting – Process steps Các quá trình xảy ra khi ngâm hạt Trong thời gian ngâm hạt những quá trình sau đây xảy ra: - Sự thẩm thấu và khuếch tán của nước vào hạt. - Sự hòa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu ở võ hạt vào môi trường. - Sự thẩm thấu một số ion và muối hòa tan trong nước vào hạt. - Sự hút nước và trương nở của tế bào. - Sự hòa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhũ vào nước. - Sự vận chuyển các chất hòa tan về phôi. - Sự hòa tan tất cả enzym có trong hạt vào nước là sự giải phóng enzym khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do. - Sự hoạt hóa hệ enzym oxy hóa-khử và enzym thủy phân. - Sự hô hấp của hạt.

17. Malt Making Kilning • Malt được sấy ở nhiệt độ từ 60oC – 80oC • Ngừng quá trình nảy mầm và phản ứng phân hủy hạt nhưng không phá hủy hoạt tính của enzyme amylase • Sấy ở nhiệt độ cao, bia có màu sẫm Milling • Nghiền malt thành bột nhằm tăng diện tích tiếp xúc với enzyme và phá vỡ cấu trúc hạt dễ dàng hơn trong quá trình hồ hóa Steeping Germination Kilning

18. Quá trình sản xuất malt đại mạch Unload from truck Transfer to storage Storage Soak in waterSteeping for agitateSteeping on floor

19. Steeping Lấy malt ngâm Đưa malt lên xe Trải đều malt Đảo trộnĐo nhiệt độ Đảo trộn

20. Ngâm • Khi hạt hút đủ nước, acid Gibberelic hoạt động như một hormon kích thích sản sinh ra enzyme cho quá trình nảy mầm của hạt. Enzyme được sinh ra từ phôi trong vòng 24 giờ từ khi hạt hút đủ nước và có đủ oxy maltose Water gibberellin -amylase Starch glucose

21. Nội nhũ Phôi Vỏ trấu Germination H2O 1 sugar 5 enzymes 4 GA 2,3

22. 2 The aleurone responds by synthesizing and secreting digestive enzymes that hydrolyze stored nutrients in the endosperm. One example is -amylase, which hydrolyzes starch. (A similar enzyme in our saliva helps in digesting bread and other starchy foods.) Aleurone Endosperm Water Scutellum (cotyledon) GA GA -amylase Radicle Sugar 2 1 After a seed imbibes water, the embryo releases gibberellin (GA) as a signal to the aleurone, the thin outer layer of the endosperm. 3 Sugars and other nutrients absorbed from the endosperm by the scutellum (cotyledon) are consumed during growth of the embryo into a seedling. Germination

23. Nảy mầm • Thiết bị ngâm đảo liên tục, chảy tràn để giảm tạp chất, VSV, thoát nhiệt và CO2 • Các enzyme quan trọng là α-amylase, β- amylase, debranching enzyme và glucanase • Độ ẩm hạt sau khi ngâm là 45% từ hạt ban đầu có độ ẩm 12% (pp cân khối lượng)

24. Enzyme Nhiệt độ tối thích pH tối thích Α-amylase β-amylase Exopeptidase Proteinase Phostphatase 72 – 76 65 60 70 40 – 45 60 45 - 50 5.3 – 5.8 5.6 5.1 5.9 7.8 4.6 5.0 – 5.6 Nhiệt độ và pH hoạt động tối thích của một số enzyme trong malt đại mạch

25. Nảy mầm

26. Sấy & làm sạch Kilning Smoking Grist Milling malt DressingMalt khô Tách rễ

27. Sấy • Mục đích: Tách bớt nước trong malt tươi ( green malt ) giúp malt ổn định chất lượng trong thời gian bảo quản (đảo liên tục &phun sương) • Không sấy nhanh ở nhiệt độ cao do tinh bột bị hồ hóa, enzyme mất hoạt tính, tạo bia có màu vàng rơm, tạo aa chủ yếu cho malt • Bia đen có hàm lượng dinh dưỡng thấp nên lên men ở nhiệt độ cao • Thiết bị: Sử dụng lò sấy, với tác nhân sấy là không khí nóng

28. • Làm giảm hàm lượng nước: từ ≥40% → ≤5% • Kết thúc các quá trình biến đổi và sự nảy mầm trong malt tươi • Hình thành các hợp chất tạo hương và màu. Quá trình quan trọng nhất ở giai đoạn sấy malt là phản ứng tạo melanin • Ở mức độ cao chi phối chất lượng của bia vàng: hương, vị, màu sắc, khả năng tạo và giữ bọt cho bia • Hạn chế đến mức tối thiểu khả năng hư hỏng do VSV gây ra, làm tăng độ bền sinh học của sản phẩm Sấy

29. Nhiệt độ sấy Thời gian (h) Nhiệt độ của malt (oC) Độ ẩm (%) Quạt Trên Giữa Dưới Trên Giữa Dưới 1 – 3 4 – 7 8 – 11 12 – 15 16 – 19 20 - 22 20 35 55 71 79 84 28 45 59 73 82 85 37 52 62 78 85 86 41 35 19 7 6 4 39 30 16 6 4.5 4 33 17 8 6 4.5 4 1 1 1 3/4 1/2 1/2 • Sấy từ từ: Sinh ra ezyme chống lại sự tăng nhiệt độ Khôi phục enzyme Ổn định cấu trúc bậc 3 Tạo sự bốc hơi nước từ từ Làm sạch: loại rễ và lá mầm có alkaloid gây vị đắng cho bia

30. Một số điểm khác biệt trong sản xuất malt vàng và malt đen Các yếu tố chính Malt vàng Malt đen Protein đại mạch 8% – 11% 11% – 13% Độ ẩm hạt sau ngâm 42% – 44% 44% - 47% Nhiệt độ giai đoạn nảy mầm 17oC - 18oC 22oC - 25oC Xử lí hạt Hạn chế Kéo dài Chiều dài mầm 2/3 đến 3/4 3/4 đến 1 Sấy Hạt khô nhanh, enzyme chuyển sang trạng thái nghỉ, các phản ứng thủy phân dừng dại, tsấy = 80oC - 85oC Nhờ tuần hoàn KK ẩm nên các enzyme vẫn hoạt động, phản ứng thủy phân vẫn xảy ra, tsấy=105oC - 110oC Sản phẩm của phản ứng melanodine Ít Nhiều

31. Quy trình chế biến hops thành phẩm Trồng hops Thu hoạch Làm sạchSấy, đóng góiBảo quản, to=3o- 7o

32. Thu hoạch hops Làm sạch Sấy Thu hoạch

33. Đóng gói hops Hops sau thu hoạch Sàng lọc Hops Đóng gói Hops Kilning

34. Chất lượng hops

35. Vai trò hops trong sản xuất bia

36. Thành phần của hops

37. Vai trò hops trong sản xuất bia • Những túi chất đắng nằm gần cuống, có màu vàng. khi chà xát sẽ giải phóng ra tinh dầu thơm và chất đắng – Dễ bị oxi hóa • Vai trò: • Tạo vị đắng dịu cho bia • Tạo bia có hương thơm đặc trưng • Làm tăng khả năng tạo và giữ bọt • Làm tăng độ bền keo và ổn định sản phẩm • Các dạng hops sử dụng trong sản xuất bia • Sấy khô • Hops viên • Hops cao

38. Thành phần hóa học của hops Thành phần Tỉ lệ ( tính theo % chất khô ) Nước Chất đắng Polyphenol Tinh dầu thơm Protein Cellulose Chất khoáng Các hợp chất khác 11 – 13 15 – 21 2.5 – 6 0.3 – 1 25 – 21 12 – 14 5 – 8 26 – 28

39. Hops cone & glandular

40. Chất đắng • Vai trò: • Làm cho bia có vị đắng dịu • Giúp bọt bia bền lâu • Ức chế sự phát triển VSV và một phần nấm men • Thành phần: Chất đắng Nhựa đắngAcid đắng α-Acid đắng β-Acid đắng Nhựa mềm Nhựa cứng 6% – 9% 3% – 4% 5% – 6% 1% – 2%

41. • Gồm hai loại: α-acid đắng, β-acid đắng • α-acid đắng – α-acid đắng chiếm số lượng lớn trong lượng chất đắng – Được đo bằng khối lượng tương đối của acid đắng và khối lượng hoa hops – Không tan trong nước nhưng khi đun sôi α-acid đắng thành dạng hòa tan ( iso-acid đắng ) – 1 BU = 1 mg of isomerized alpha acid trong 1 liter of wort • β-acid đắng – Không tan trong nước, chỉ tan khi bị oxi hóa Chất đắng OH O HO O humulon (-acid) OO HO O SH SkunkyBeer h cis-isohumulon Boil

42. Average composition of dried hop cones is: a-acids 2.0 -12% -acids 1.0 -10% hop oils 0.5-1.5% polyphenols 2-5% proteins 15% cellulose 40 -50% moisture content 8¸12% mineral compounds 10%

43. Công thức cấu tạo chất đắng Công thức các chất tạo đắng Công thức các α, β – acid đắng

44. Tác dung của hops

45. • Công thức tính lực đắng của Wollmer • Lực đắng = α-acid đắng + β-acid đắng + nhựa mềm • BU = Bitterness Unit • Các loại bia • Budweiser 7BU • Bia vàng (lager) 15 – 20 BU • Bia nhẹ (Mild) 15 – 20 BU • Bia đắng (bitter) 17 – 35 BU • Bia đen (stout) 30 – 50 BU • IPA 40 – 65 BU • Trên 65 BU quá đắng, không thể uống được • Khả năng hòa tan chất đắng: S = S0e-kC (S0: trog nước cất) Độ đắng của hops trong bia 9

46. Phương pháp sử dụng hops trong nấu bia • Hops cho vào trong dịch wort theo hai giai đoạn • Giai đoạn 1 (khi dịch wort sôi): hops được cho vào để trích ly chất đắng. Thường chỉ có 25% - 35% chất đắng được hòa tan. Khả năng hòa tan của chất đắng phụ thuộc vào: – Nồng độ chất tan trong dịch wort – Mức độ khuấy – Thời gian đun – pH của dịch wort – Hàm lượng α-acid đắng trong hops – Tỉ lệ loại hops sử dụng • Giai đoạn hai ( trước khi kết thúc quá trình nấu 15 phút ): trích ly hương thơm của hops

47. Cách tính lượng hops sử dụng • Hàm lượng α-acid đắng trong hops: 5%, 1kg = 50000mg • Độ đắng yêu cầu: 30mg/lit • Độ hữu dụng của hops (α-acid đắng) 30% • Thể tích dịch wort: 820 lit • Lượng chất đắng cần sử dụng = Vwort * độ đắng yêu cầu = 820 lit * 30mg/lit =24600mg Do khả năng hòa tan của chất đắng là 30% nên lượng chất đắng thực tế: 24600 * 100 / 30 = 82000mg Lượng hops cần sử dụng: 82000mg / 50000 = 1.64kg hops

48. Tinh dầu thơm • Vai trò • Tạo hương vị đắng đặc trưng của bia • Là chất bảo quản tự nhiên • Tăng độ ổn định sinh học • Thúc đẩy đông tụ của protein • Tăng độ ổn định keo • Tăng độ ổn định bọt • Thành phần • Gồm 103 hợp chất khác nhau. Chủ yếu là những terpen, rượu, ceton, aldehyde, ester và acid • Là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, tinh dầu thơm có mùi thơm rất mạnh • Tỉ trọng khoảng 0.88 • Dễ hòa tan trong ethylic nồng độ cao • Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường

49. Lượng hops tạo hương cho bia • Tinh dầu thơm dễ bay hơi • Tùy thuộc vào lượng hops sử dụng • Tỉ lệ sử dụng thường 0.25kg/thùng – 1kg/thùng • Bia có mùi tốt thường sử dụng là 0.5kg/thùng • 1 thùng = 164 lit Shaft Cover sheet Axis Blossom Lupulin

50. 57 • Contain larger percentage of bittering elements • 7 – 18 % α-acid content • Relatively low priced • High α-acid contents may influence undesirable course bitter flavours • Typical bitter hops: • Brewers Gold • Hallertauer Magnum • Northern Brewer • Nugget  Contain large amount of aroma elements (oils)  3 – 5 % α-acid (more noble soft resins)  Relatively expensive in comparison  Fine bitterness with „hops flavour“ (fine aromatic hops smell)  Typical aroma hops: • Hallertauer • Hersbrucker Spält • Saazer • Styrian Golding Division of Hop Types; some hops are „dual purpose“ Bittering hops Aroma hops

51. Polyphenol • Vai trò • Kết lắng và loại bỏ các hợp chất protid cao phân tủ ra khỏi dịch đường • Làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm • Thành phần • Thuộc nhóm flavonoid • Phong phú về chủng loại, đa dạng về cấu trúc và khác nhau về tính chất • Ngưng tụ để tạo thành oligome và dễ polymer hóa để tạo thành polymer cao phân tử

52. Polyphenol • Proanthocyanidin – Phân tử Proanthocyanidin có thể chứa đến 20 monomer. – Đa số Proanthocyanidin sẽ bị loại bỏ trong quá trình lắng, – Chỉ có những phân tử có khối lượng phân tử nhỏ (dimer; trimer..) tồn tại trong dịch nha góp phần vào việc bảo quản, chống ôxy hóa và cải thiện hiện tượng đục của beer đồng thời do chứa điện tích dương nên chúng có tác động đến sự ổn định của hương vi sản phẩm

53. Flavonoids • Xanthohumol (XN) – Màu vàng của Lupulin chứa Xanthohumol chiếm hàm lượng 1,5% so với khối lượng khô của Houblon – Trước đây chúng không được quan tâm lắm vì là nguyên nhân gây nên hiện tượng đục beer nên cần phải được loại bỏ. – Tuy nhiên, gây đây người ta đang nghiên cứu và thấy rằng nó có khả năng chống ung thư và kháng khuẩn. Vì thế Xanthohumol được cho rằng có giá trị trong y học.

54. • Isoxanthohumol (IX) – Xanthohumol hòa tan kém trong nước, thành phần này nhanh chóng bị kết tủa và chỉ có 1 phần rất nhỏ tồn tại trong beer thành phẩm. – Khi trình đun sôi chuyển sang một dạng đồng phân gọi là Isoxanthohumol có khả năng hòa tan tốt hơn chất này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm có khả năng chống ung thư

55. 8-Prenylnaringenin (8-PD) • Còn được gọi là “Hopein” • Những người phụ nữ làm công việc thu hoạch hoa bằng tay có hiện tượng rối lọan kinh nguyệt • Thủ phạm là do 8- PN vì chúng có họat tính như một kích thích tố nữ với hoạt độ cao hơn estrogen • Dẫn đến khả năng chống ung thư các bộ phân như vú, tử cung, tuyến tiền liệt

56. Tinh dầu dễ bay hơi • Chủ yếu của tinh dầu Houblon là Terpene. • Terpene trong tinh dầu Houblon có 3 dạng: – monoterpene myrcene; – α-humulene; – β-caryophyllene. • Dường như chỉ có Myrcene có tác dụng tích cực đến hương thơm của Beer

57. Các loại hops Variety Yield Maturity Trait Cone Structure Picture Crystal high mid to late aroma medium, oval Fuggle low early aroma small, light Galena high mid-season alpha medium-compact, plump Hallertauer low early aroma loose, small, light Liberty moderate mid-season aroma small, plump, dense Mt. Hood moderate mid-season aroma medium, compact Northern Brewer moderate mid-season alpha medium, loose Nugget high mid-season alpha long, tight Perle moderate early alpha/aroma loose, medium long Saaz very low early aroma small, light Tettnanger low early aroma small, compact Willamette moderate mid-season aroma medium, round, light

58. Nấm men bia • Lên men nổi (ale): Saccharomyces cerevisiae – Nổi lên trong quá trình lên men, tạo thành bọt (sự kết bông) – Thông thường lên men khoảng 1 tuần • Lên men chìm (lager): Saccharomyces carlsbergensis – Lắng dưới đáy bồn lên men – Thông thường thời gian lên men khoảng 2 tuần – Hoạt động trong điều kiện lạnh hơn nên thời gian dài hơn so với lên men nổi Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces carlsbergensis

59. Weiss Ale LabLager

60. Khác nhau giữa lên men nổi và lên men chìm

61. Cấu tạo tế bào nấm men • Vỏ tế bào • Phần trong nội tế bào ( vỏ và protoplasma ) 1. Vỏ ngoài tế bào (cell wall ) 2. Vỏ trong tế bào ( plasma membrane ) 3. Xitoplasma ( cytoplasm ) 4. Volutin ( volutin granule ) 5. Nhân tế bào ( nucleolus ) 6. Ty thể ( mitochondrion ) 7. Ribosome ( ribosomes ) 8. Không bào ( vacuole )

62. Cấu tạo của nấm men • Vỏ ngoài tế bào (cell wall ): màng mỏng, trong suốt, có tính đàn hồi, bảo vệ tế bào khỏi tác động bên ngoài, điều chỉnh mức độ thẩm thấu các chất dinh dưỡng vào tế bào và thải các sản phẩm trao đổi chất ra ngoài • Vỏ trong tế bào ( plasma membrane ): màng plasma rất mỏng (8mm), điều chỉnh vận chuyển chất dinh dưỡng vào tế bào • Cytoplasm: hệ thống keo, độ nhớt phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng giúp vận chuyển các sản phẩm trao đổi chất tốt hơn • Volutin granule: quan hệ tới sinh trưởng của nấm men, xuất hiện khi nấm men nảy chồi, tạo màng tế bào. Tiếp xúc với xanhmethylen: volutin tế bào sống có màu đỏ, tế bào chất có màu xanh • Nhân tế bào (nucleus): bao bọc bởi màng bao nhân, bên trong chứa nucleoplasm trong suốt và cromosome. Cromosome thực hiện chức năng di truyền, trao đổi chất, kiểm soát sự phân hóa tế bào, tổng hợp protein, lipoprotein, và các quá trình khác. Khi nảy chồi nhân sẽ tách làm hai. • Ty thể (mitochondrion): chứa enzyme thủy phân protein, lipid, glucid. Là nơi tạo ATP và ADP và acid nucleotide • Ribosome: chứa cacid ribonucleic và các phức hệ enzyme, tạo protein • Không bào (vacuole): chứa dịch tế bào, chứa các sản phẩm trung gian • Glycogen granule: chứa glycogen của nấm men. LÀ chỉ tiêu đánh giá chất lượng nấm men

63. Quy trình sản xuất nấm men

64. Lên men nổi & lên men chìm • Lên men nổi (ale): Saccharomyces cerevisiae • Khó quan sát hiện tượng nảy chồi, chồi không tách khỏ tế bào mẹ, khi trưởng thành thường kết thành chuỗi • Chỉ có khả năng lên men 1/3 đường trisaccharide ( raffinose, maltotriose ) • Lên men trên bề mặt, cần nhiều O2 hơn • Khả năng kết lắng chậm • Nhiệt độ lên men: 14oC – 25oC • Lên men chìm (lager): Saccharomyces carlsbergensis • Do chồi tách khỏi tế bèo mẹ khi trưởng thành nên dễ lắng • Có khả năng lên men hoàn toàn đường trisaccharide vì có enzyme spectrum • Lên men dưới đáy thiết bị, nhu cầu O2 ít hơn so với lên men nổi • Nhiệt độ lên men: 4oC – 12oC

65. Quy trình lên men Đường hóa LọcỔn định bia Kiểm tra dịch đường hóa Lên men

66. Maltriose wall membrane S G1 G2 G3 D-glucose D-fructose D-glucose D-fructose sucrose Maltose glucose- 6-photphat fructose- 6-photphat ATP ADP yearst metabolism cytosol Cấu tạo của nấm men • Hình dạng: hình bầu dục • Kích thước: 4μm - 10μm • Sinh sản: nảy chồi • Sinh dưỡng: Tiếp nhận thức an bằng con đường hấp thụ chọn lọc trên bề mặt của tế bào sau đó khuyếch tán vào bên trong – Oxy, hidro, carbon – Nitơ – Chất khoáng và vitamin khả năng lên men (khí CO2 tăng)

67. Hô hấp của nấm men carbohydrate metabolism oxoacid pool transamination aminoacid protein: tạo chồi sugar aminoacid aldehyde NADH NAD+ CO2 oxoacid alcohol & fusel alcohol R CH-NH2 COOH R C=O COOH R CHO R CH2OH NH2 CO2 H2O

68. The major sugar catabolic pathways in yeast cells Không giữ áp trong những ngày lên men đầu tiên do pyruvate tạo oxaloacetate

69. Hô hấp của nấm men alcohol & fusel alcohol CH3-CH-OH CH-OH CH3 carbohydrate metabolism α-acelolactate CH3 – CHOH – CHOH - CH3 Maltose diacetyl Valine NADH NAD+ CO2 CH3-COH-COOH C=O CH3 α-acelolactate CH3-COH-COOH C=O CH3 CH3-C=O C=O CH3 2H+ 2,3-butandiol

70. Hô hấp của nấm men

71. Hô hấp của nấm men • Nấm men ở trong bia chịu nồng độ cồn thấp hơn rượu do: • Nhiệt độ lên men thấp • Ức chế của α-acid đắng • Khi nồng độ cồn cao, tế bào nấm men tiết niêm dịch làm thay đổi điện tích và tạo mạng lắng xuống đáy • Quá trình kết lắng của nấm men ảnh hưởng đến chất lượng bia do quá trình tự phân giải của chúng tạo H2S và NH3

72. Hô hấp của nấm men

73. Hô hấp của nấm men aminoacid energy flavor compound new yeast CO2 growth alcohol & fusel alcohol heat more yeast sugar oxy vitamin & inorganic acid yeastwort beer

74. The major sugar catabolic pathways in yeast cells

75. Ethanol fermentation in Zymomonas mobilis

76. 87 Summary of bacterial pathways leading to spoilage aroma and flavor compounds of wine

77. Time course of a typical Streptomyces fermentation for an antibiotic

78. Sự kết lắng của nấm men

79. Glucose Glucose 6-phosphate Fructose 1,6-bisphosphatePyruvate 1 Glucose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 Pyruvate + 2ATP + 2NADH 1 Pyruvate Citric acid cycle 2CO2 + 3NADH +1FADH2 Fermentation 1Ethanol + 1 CO2 + 1ATP + 1H2O Yeast glycolysis Frucose 6-phosphaste Overall reaction: Respiration and fermentation Biomass The yeast biochemical reactions ATP Độ giảm tỉ trọng của dung dịch chính là hàm lượng CO2 mất đi

80. Life cycle of Saccharomyce cerevisiae Nấm men sinh sản vô tính, thể đơn bội hay lưỡng bội Thể đơn bội gồm 2 loại: a and . 4 thể đơn bội mọc chồi Tế bào mọc chồi (a,  a/thể lưỡng bội)a x  phân bào mate bắt đầu chu trình mới

81. Typical pattern of growth cycle during batch fermentation Đường: • Pha thích nghi môi trường • Pha gia tốc • Pha phát triển logarithm • Pha giảm tốc độ • Pha ổn định • Pha chết nhanh • Pha chết theo hàm số mũ ko O2 • Pha tồn tại Đường: • Pha chuyển pha • Pha chết theo hàm số mũ có O2 • Pha tồn tại

82. Nếu đưa nấm men vào ít, cần có thời gian nấm men thiết lập trạng thái cân bằng động, sự phát triển sinh khối mạnh, diacetyl sinh ra nhiều Typical pattern of growth cycle during batch fermentation Nhân giống chu kì 1,2,3: Nấm men chưa làm quen với môi trường, sp bậc hai nhiều Nhân giống chu kì 3,4: chất lượng bia tốt nhất Nhân giống chu kì cuối: tế bào thoái hóa, kết lắng chậm, diaccetyl sinh nhiều không có tế bào trẻ sinh ra enzyme chuyển hóa đường, không tạo ra rượu bậc cao → sinh hương

83. Growth cycle of yeast during beer fermentation

84. Kiểm tra chất lượng nấm men • Khả năng sinh trưởng – Mật số tế bào nấm men (cfu/ml ) – Tỉ lệ tế bào nảy chồi: 10% - 15% – Tỉ lệ tế bào chết: <4% – Tỉ lệ tế bào có chứa glycogen (storage granule): >70% • Khả năng kết lắng: ảnh hưởng đến chất lượng bia do quá trình phân giải tế bào nấm men chết tạo mùi H2S • Hoạt lực của nấm men cao – Giảm nồng độ chất khô hòa tan – Hàm lượng rượu – Khả năng lên men các loại đường (raffinose)

85. Counting cells using hemocytometer under the microscope Each large square = 10-4 ml

86. measure % alcohol Measuring original gravity Measuring final gravity Hydrometer

87. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động sống của nấm men • Ảnh hưởng của nhiệt độ • Ảnh hưởng của pH • Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men (hô hấp cổ chai ) • Ảnh hưởng của nồng độ O2 • Ảnh hưởng của hàm lượng nitơ bổ sung (lên men từ rỉ đường dưới dạng (NH4)2SO4

88. Hiệu ứng hô hấp cổ chai ( Crabtree effect ) glucose glycosis pathways pyruvate Ethanol + CO2H2O + CO2 pyruvate dehydogenas e pyruvate decarboxylase glucose repression glucose induction ( I ) ( II ) • Làm giảm pH: • CO2 → H2CO3 • Quá trình phát triển sinh khối sinh ra oxoacid, deamin hóa, acid béo • Phá vỡ hệ hê đệm photphat, cung cấp photpho cho qt dường phân glucose (mg/l) %ethanoltạora 1 2 3 4 250 500 750 1000 ( II ) ( I )

89. Thế liệu • Yêu cầu: Hàm lượng glucid cao, trữ lượng lớn, dễ tìm, đồng đều về kích cỡ, thành phần hóa học tương đối giống nhau, giá thành thấp, dễ bảo quản, đảm bảo điều kiện vi sinh • Tỉ lệ thay thế: <30% • Ưu điểm: Giảm giá thành sản phẩm, hạn chế hiện tượn đục mờ ( do không trải qua quá trình đạm hóa nên prtein cao phân tử ít ) • Nhược điểm: giảm chất lượng sản phẩm – Bắp có chứa tinh dầu nên làm bi có mùi xà phòng do lipid bị oxi hóa

90. Nhiệt độ hồ hóa của một số thế liệu Tinh bột Nhiệt độ hồ hóa oC oF Maize ( corn ) Waxy Maize Sorghum Millets Barley Barley, small granule large granule Barley malt Wheat Rye Oats Rice Rice, short grain long grain 62 -77 62 – 80 69 – 75 54 – 80 60 – 62 51 - 92 60 – 65 64 – 67 52 – 66 49 - 61 52 – 64 61 - 82 65 – 68 71 - 74 143 – 171 143 – 176 156 – 167 129 – 176 140 – 144 124 – 198 140 – 149 147 – 153 126 – 147 142 – 180 149 – 155 160 – 165 130 – 160 145 – 176

91. Cấu tạo hạt tinh bột Cassava starch (10μm) Rice starch (2μm) Corn starch (10μm) Oat starch (5μm) Potato starch (50μm) Buckwheat starch (2μm) Nhiệt độ hồ hóa nằm trong một khoảng do mỗi nguyên liêu có các hạt kích thước khác nhau và chúng không đồng đều. Hồ hóa hạt lớn trước do hạt nhỏ bị nén chặt Nghiền nhỏ: làm tăng khả năng thủy phân, tăng khả năng trương nở hút nước

92. Nước • Kiểm tra chất lượng nước: • Cảm quan – Màu sắc – Mùi vị – Độ trong • Hóa lý – Hàm lượng cặn, huyền phù – pH – Độ cứng – Các ion – Chỉ số BOD, COD • Vi sinh – E.Coli – Chuẩn số E.coli – Chỉ số E.coli – Coliform Ảnh hưởng của pH Hoạt tính của enzyme Khả năng hòa tan chất đắng của hops Sự phát triển VSV Khả năng hòa tan các chất hữu cơ trong malt, dịch wort . . . Ảnh hưởng của K2HPO4 & KH2PO4 trong malt K2HPO4+3CaSO4→Ca3(PO4)2+ 2KH2PO4 + 3K2SO4: KH2PO4 hạ pH tạo cho nấm men phát triển, cung cấp photphat cho quá trình dường phân của nấm men 2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 → K2HPO4 + CaHPO4 + 2H2O + 2CO2: K2HPO4 không làm giảm pH Muối calci tăng khả năng bền nhiệt của nấm men Muối clorua giúp hoạt hóa amylase giúp tăng hiệu suất thủy phân

93. 105 • Obstruction of enzyme reactions • Lower extract yield • Increased wort viscosity • Dark wort and beer colour • Higher solution of harsh hops bitterness (hard, coarse taste) • Slower fermentation • Lack of coagulation of protein and tannins • Lowered stability of beer Effect of higher pH 5153BI.tif

94. 106 Advantages of an optimal pH  Optimization and shortening of mashing times • Better extract solution • More fermentable sugars • Higher final attenuation • Low colouration • Lowering of viscosity • Good protein solution  Better fermentations  Smoother bitterness (beer taste)  Disadvantage • Lower yield of bitter substance

95. Tiêu chuẩn nước

96. Tiêu chuẩn nước

97. 109 Hardness of water • Hardness of water is expressed by the amount of dissolved ions of calcium and magnesium. Displayed in degree hardness (°) • Definition in Germany: 1°d = 10 mg CaO/l or also 7,19 mg MgO/l (= 0,357 mval/l) • Hardness of water has a big influence in the quality of beer Hardness mmol/l °d Description 1 0 - 0,7 0-4 Very soft 2 0,7 - 1,4 4-8 Soft 3 1,4 - 2,1 8-12 Medium hard 4 2,1 - 5,3 12-30 Hard 5 > 5,3 > 30 Very hard Country Unit Definition German hardness 1 ° dH 10 mg CaO/l French hardness 1 ° fH 10 mg CaCO3/l English hardness 1 ° eH 14,3 mg CaCO3/l American hardness 1 ° aH 1 mg CaCO3/l

98. nước với tỷ lệ lúa mạch Very thick mashes ( < 2 l/kg or 1 qt/lb) are difficult to stir and extract recoveries are reduced while starch conversion is slowed Traditional English mashes for example tend to be rather thick (2-2.5 l/kg; 1 - 1.25 qt/lb) while German mashes tend to be on the thinner side (3.5 - 5 l/kg; 1.75 - 2.5 qt/lb). One reason for the difference is the equipment that these mashes are used in. Traditional English brewing uses a single unheated mash tun that was also used for lautering while German brewers used directly heated mash vessels that require stirring the mash.

Thành phần nguyên liệu bia

Food chemistry-09.1800.1595

Thành phần nguyên liệu bia