[block id=”bo-sung-1″]

MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza.
Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO¬2¬ khá cao (4 – 5g/l) giúp con người giải khát một cách triệt để khi ta uống.

tieu luan len men bia moi nhat
doc56 trang | Chia sẻ: thanhlinh222 | Ngày: 07/03/2018 | Lượt xem: 1904 | Lượt tải: 10download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tiểu luận Lên men bia, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
š¯›
BÀI TIỂU LUẬN
MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
Chuyên đề: “LÊN MEN BIA”
GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
SVTH: NGUYỄN THỊ KIM NGÂN 3005080167
NGUYỄN THỊ DIỄM THÚY 3005080415
NGUYỄN THỊ THÚY VI 3005080199
NGUYỄN VĂN TÀI 3005080185
TP.HCM, Ngày 25/03/2010.
MỤC LỤC
TRANG
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA 3
1.1 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA 3
1.2 CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA
1.2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 4
1.2.2 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 4
1.2.2.1 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA RƯỢU + CO2 6
1.2.2.2 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM BẬC HAI (SẢN PHẨM PHỤ) 11
1.2.2.2.1 GLYXERIN 11
1.2.2.2.2 RƯỢU BẬC CAO 12
1.2.2.2.3 ACID HỮU CƠ 12
1.2.2.2.4 ESTER VÀ ALDEHID 13
1.2.2.2.5 AXETOIN, DIAXETYL VÀ 2,3 BUTANODIOL 14
1.2.2.2.6 HYDROSUNFUA (SH2) VÀ MERCAPTAN 15
1.2.3 HỆ ENZYME XÚC TÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA VÀ NẤM MEN GIỐNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 16
1.2.3.1 HỆ ENZYME XÚC TÁC QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 16
1.2.3.1.1 ALDOLAZA 16
1.2.3.1.2 TRIOZOPHOSPHATDEHYDROGENAZA 16
1.2.3.1.3 PHOSPHOGLYXEROMUTAZA 16
1.2.3.1.4 ENOLAZA 16
1.2.3.1.5 CACBOXYLAZA 17
1.2.3.2 NẤM MEN GIỐNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 17
1.2.3.2.1 CHẤT LƯỢNG CỦA NẤM MEN SẢN XUẤT 17
1.2.3.2.2 CÁC CHỦNG NẤM MEN BIA SỬ DỤNG 17
1.2.3.2.3 QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ GIỐNG 19
CHƯƠNG II: KỸ THUẬT LÊN MEN BIA 21
2.1 ĐỊNH NGHĨA LÊN MEN BIA 21
2.2 MỤC ĐÍCH LÊN MEN 21
2.3 YÊU CẦU CỦA DỊCH LÊN MEN BIA 21
2.4 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA 21
2.4.1 QUÁ TRÌNH SINH LÍ 21
2.4.2 QUÁ TRÌNH SINH HÓA 21
2.4.3 QUÁ TRÌNH HÓA LÍ 22
2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN BIA 23
2.5.1 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN CỔ ĐIỂN 23
2.5.1.1 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN DỊCH ĐƯỜNG CÓ NỒNG ĐỘ CAO 25
2.5.1.2 LÊN MEN CHÌM, GIÁN ĐOẠN TRONG THIẾT BỊ HỞ 26
2.5.1.3 LÊN MEN NỔI 28
2.5.1.4 LÊN MEN LÊN MEN TRONG THIẾT BỊ KẾT HỢP VỚI THU HỒI CO2 28
2.5.2 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN HIỆN ĐẠI 29
2.5.2.1 CÔNG NGHỆ LÊN MEN MỘT PHA 29
2.5.2.2 PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LIÊN TỤC 30
2.5.2.3 LÊN MEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÁN LIÊN TỤC 31
2.6 CÁC YẾU TÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN 32
2.6.1 CHẤT LƯỢNG CỦA NẤM MEN SẢN XUẤT 32
2.6.2 NẤM MEN GIEO CẤY BAN ĐẦU 33
2.6.3 NỒNG ĐỘ CHẤT HÀO TAN CỦA DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA 33
2.6.4 NHIỆT ĐỘ CỦA DỊCH LÊN MEN 34
2.6.5 ÁP SUẤT BỀ MẶT 34
2.6.6 HÀM LƯỢNG O2 VÀ THẾ OXY HÓA – KHỬ 35
2.6.7 CƯỜNG ĐỘ KHUẤY ĐẢO CỦA DỊCH LÊN MEN 36
2.6.8 NỒNG ĐỘ CỦA SẢN PHẨM LÊN MEN 36
CHƯƠNG III: THIẾT BỊ VÀ MẶT BẰNG LÊN MEN 36
3.1 THIẾT BỊ VÀ MẶT BẰNG LÊN MEN CHÍNH 36
3.1.1 THIẾT BỊ LÊN MEN 36
3.1.2 LÀM LẠNH VÀ THÔNG GIÓ MẶT MẶT BẰNG LÊN MEN 38
3.2 MẶT BẰNG VÀ THIẾT BỊ LÊN MEN PHỤ 40
3.2.1 MẶT BẰNG LÊN MEN PHỤ 40
3.2.2 THIẾT BỊ LÊN MEN PHỤ 40
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 49
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza.
Được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm, hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có tính chất cảm quan rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4 – 5g/l) giúp con người giải khát một cách triệt để khi ta uống.
Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới có ưu điểm là thị trường giải khát lớn. Mặt khác, các nhà sản xuất bia lon xuất khẩu không nhiều. Do chính sách mở cửa của nhà nước các thương hiệu bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt Nam tạo ra sức cạnh tranh rất lớn. Vì vậy, nước ta cần tạo ra một loại bia có chất lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất khẩu.
Để tạo ra được bia đạt chất lượng thu hút sự quan tâm của nhiều người thì quá trình lên men bia là một trong những nhân tố quan trọng. Chất lượng của bia được xem như là kết quả từ các quá trình hoạt động của nấm men. Vì thế, để có được bia chất lượng đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng thì đây cũng là vấn đề của nhiều nhà sản xuất kinh doanh cũng như những người học công nghệ. Sau đây là phần tìm hiểu thông tin chi tiết về công nghệ sản xuất bia nói chung cũng như quá trình lên men bia nói riêng.
Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránh khỏi được những sai sót. Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được những ý kiến đóng góp của Cô để có thể hoàn thiện đề tài tiểu luận về: “ lên men bia”.
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA
GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA:
CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA:
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA:
Khi tiến hành lên men dịch đường houblon hóa,một lượng lớn cơ chất ,chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí CO2 và các sản phẩm phụ. Ngoài các gluxit bị tác động mạnh,các thành phần khác của dịch đường cũng chịu những sự thay đổi lớn. Một phần trong đó bị nấm men đồng hoá và bị biến đổi thành những hợp chất khác nhau ,còn một số khác thì chuyển đổi thành trạng thái không hoà tan và bị tách ra ngoài dưới dạng kết lắng. Tất cả những điều đó dẫn đến một sự thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường.
Ta thấy rằng hàm lượng chất hoà tan trong bia là thấp hơn so với dịch đường houblon hóa .Nguyên nhân của việc giảm này là từ ba lý do sau:
Do nấm men tiêu tốn một phần để cung cấp năng lượng cho việc phát triển sinh khối.
Do một số sản phẩm tạo thành là hợp chất dễ bay hơi
Do một phần bị kết lắng.
Tổng lượng chất hoà tan đã bị tiêu hao trong thời gian lên men chính (kể cả phần tiêu hao do kết lắng) gọi là chất chiết đã lên men. Khối lượng chất chiết đã lên men biểu thị bằng phần trăm so với lượng chất hoà tan ban đầu của dịch đường,gọi là mức độ lên men hay độ lên men. Một phần chất hoà tan ban đầu của dịch đường houblôn hoá tồn tại trong bia như là một cấu tử hợp thành chất hoà tan của nó,gọi là chất chiết không lên men hay chất khô sót.
Trong thành phần của chất hoà tan ban đầu của dịch đường nấm men có thể hấp thụ được một phần rất lớn, phần đó được gọi là chất chiết có khả năng lên men, phần còn lại nấm men không có khả năng hấp thụ gọi là chất chiết không lên men. Khối lượng của chất chiết có khả năng lên men biểu thị bằng phần trăm theo lượng chất chiết ban đầu của dịch đường houblon hóa,gọi là độ lên men cuối cùng.
Độ lên men và độ lên men cuối cùng của các loại bia khác nhau dao động trong những khoảng rất lớn. Đây là những chỉ số cơ bản và đặc trưng cho chủng loại và chất lượng của bia. Những chỉ số này có thể điều chỉnh được thông qua việc điều khiển các quá trình hoá sinh ở giai đoạn sản xuất dịch đường.
Về lý thuyết thì toàn bộ lượng chất chiết có khả năng lên men,có thể sẽ được lên men hoàn toàn. Lúc đó độ lên men sẽ có gía trị bằng độ lên men cuối cùng. Nhưng trong thực tế sản xuất, không bao giờ độ lên men của một dịch đường lại có thể đạt đến độ lên men cuối cùng của nó.Vấn đề ở đây là hoàn thiện chu trình lên men,xác định được các điều kiện ở mức tối ưu với mục đích cao nhất là giảm đến mức thấp nhất sự sai lệch giữa hai chỉ số độ lên men đó. Và đây là một trong những tiền đề quan trọng nhất để thu nhận được các loại bia có độ bền sinh học cao.
Ở những nhà máy sản xuất bia theo phuơng pháp cổ điển, quá trình lên men được thực hiện trong các thùng hoặc các bể dạng hở. Trong điều kiện như vậy, không phụ thuộc là nhiệt độ cao hay thấp thì một lượng CO2 đáng kể cần thiết cho bia đã bị bay ra ngoài. Nghĩa là sau khi lên men chính hàm luợng CO2 ở trong bia non chưa đạt mức bão hoà cần thiết. Thực tế đó đã buộc các nhà công nghệ phải đình chỉ quá trình lên men chính khi mà trong dịch lên men đó (bia non) còn một lượng đáng kể các chất hoà tan,mà nấm men có thể hấp thụ được ở điều kiện đó để chuyển chúng sang một điều kiện khác: lên men trong các thùng kín ở nhiệt độ thấp hơn. Đây chính là giai đoạn hai của quá trình lên men:l ên men phụ. Lên men phụ thực chất là quá trình lên men chính nhưng với tốc độ lên men thấp hơn nhiều so với giai đoạn đầu.
Bình thường thì hàm lượng CO2 ở trong bia thành phẩm phải đạt ít nhất là 0.35% khối lượng . Con số này ở trong bia non sau khi lên men chính kết thúc là khoảng 0.15-0.2%. Như luợng CO2 thiếu hụt đi ít nhất là 0.2% . Để bù vào lượng đó cần thiết phải lên men tiếp 0.4% cơ chất nhưng vì trong quá trình bơm chuyển bia non từ khu vực lên men chính sang mặt bằng lên men phụ một phần CO2 lại tiếp tục mất đi. Do đó từ 0.4% lượng cơ chất chắc chắn là không đủ lượng CO2 cần thiết. Hơn nữa, mức độ lên men như trên đã nói là không bao giờ đạt đến độ lên mên cuối cùng. Cho nên thời điểm đình chỉ quá trình lên men chính thích hợp nhất là khi hàm lượng chất chiết trong dịch lên men giảm xuống còn khoảng 30-35% so với lượng chất chiết ban đầu có như vậy trong giai đoạn lên men phụ,một lượng cơ chất 1-1.2% tiếp tục bị lên men thì may ra bù đủ lượng CO2 cần có .
SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA:
Sinh tổng hợp các sản phẩm chính (bậc 1)của quá trình lên men bia: rượu etylic + CO2:
Quá trình lên men rượu bao gồm 11 giai đoạn (11 phản ứng):
Phản ứng 1: Glucose được phosphoryl hóa ở C6 để cho sản phẩm glucose-6-P, nguồn phosphate là ATP
Phản ứng xảy ra được là do sự xúc tác của hexokinase với sự có mặt bắt buộc của Mg2+ . Hexokinase không những xúc tác sự phosphoryl hóa glucose mà còn xúc tác sự phosphoryl hóa các hexose khác như fructose, manose.
Phản ứng 2: Chuyển hóa glucose-6-P thành fructose-6-P
Enzyme phosphohexose isomerase xúc tác sự chuyển hóa đồng phân glucose-6-P thành fructose-6-P, biến một aldose thành một ketose.
Phản ứng 3: Phosphoryl hóa fructose-6-P thành fructose1,6 biphosphate
Phản ứng 4: Phân cắt Fructose 1,6 biphosphate
Fructose1,6 biphosphate bị phân cách thành 2 phân tử triozophosphat cụ thể là aldehit 3 – phosphoglyxerinic và phosphodioxyaxeton. Phản ứng này được sự xác tác của enzim aldolase.
Phản ứng 5: Chuyển hóa nội phân tử triose phosphate
Chỉ một trong hai triose phosphate là aldose: 3-P glyceraldehyde tham gia tiếp vào quá trình đường phân. Nhưng dihydroxyaceton-P có thể được chuyển hóa thành 3-P glyceraldehyde nhờ triose phosphate isomerase.
Phản ứng 6: Oxy hóa 3-P glyceraldehyde thành 1,3 biphosphoglycerate
Xúc tác cho phản ứng này là enzyme 3-P glyceraldehyde dehydrogenase, có coenzyme NAD+, trong trung tâm hoạt động có nhóm –SH.
Phản ứng 7: Trong phản ứng này gốc phosphate cao năng của 1,3 biphosphoglycerate chuyển cho ADP để tạo ATP ( oxy hóa phosphoryl hóa mức cơ chất) và 3P glycerate
Phản ứng 8: Chuyển hóa 3P glycerate thành 2P glycerate
(chuyển gốc P nội phân tử) nhờ enzyme phosphoglycerate mutase cần Mg2+ cho hoạt động của nó. Đây là phản ứng thuận nghịch:
Phản ứng 9: 2P glycerate bị loại nước để tạo thành phosphoenolpyruvate là phản ứng thuận nghịch được xúc tác bởi enzyme enolase.
Phản ứng 10: Chuyển nhóm phosphate từ phosphoenolpyruvate đến ADP, phản ứng được xúc tác bởi pyruvat kinase, để tạo ATP và pyruvate.
Pyruvat kinase bị kìm hãm bởi ATP, khi nồng độ ATP cao thì nó gây kìm hãm dị không gian. Ở động vật có xương sống pyruvat kinase có ít nhất 3 isozyme, hơi khác nhau trong phân bố ở các mô và trong việc đáp ứng đối với những chất điều hòa (modulator) .
Phản ứng 11: Chuyển hóa pyruvat thành rượu etylic:
Trong bước 1, pyruvate bị khử cacboxyl-hóa vốn được xúc tác bởi enzyme pyruvate decarboxylase, enzyme này cần Mg2+ và có coenzyme là TPP. Bước 2, acetaldehyde bị khử thành ethanol với NADH+H+ được tạo ra từ sự oxy hóa khử 3P glyceraldehyde.
Sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai (sản phẩm phụ):
Ngoài 2 sản phẩm chính là rượu etylic và khí cacbonic, trong quá trình lên men chính còn tao ra nhiều sản phẩm bậc hai hay còn gọi là sản phẩm phụ. Những sản phẩm này đều có vai trò quan trọng trong việc hình thành hương và vị của bia, mặc dù vai trò đó có thể là tích cực và cũng có thể là tiêu cực. Một số trong những sản phẩm bậc hai này là sản phẩm trung gian của quá trình chuyển hóa đường thành rượu, còn một số khác là kết quả của những biến đổi hóa sinh phức tạp của những cấu tử khác trong dịch đường khi chúng tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng trong tế bào nấm men.
Glyxerin:
Nếu gọi glyxerin là sản phẩm bậc hai của quá trình lên men thì điều đó là hoàn toàn đúng. Nhưng nếu nói rằng glyxerin là sản phẩm chính thứ ba của quá trình trên thì cũng không sai. Ta hãy nhớ lại ở sơ đồEmbden-Meyerhor. Ở phản ứng thứ tư, sau khi tạo thành phosphodioxyaxeton, phản ứng có thể sẽ tiến triển theo chiều hướng khác nếu các yếu tố bên ngoài thay đổi . Từ hợp chất này dưới sự xúc tác của coenzim NAD+ sẽ tạo ra thành a-glyxerophosphat. Sau đó với sự có mặt của photphataza,glyxerin và axit phosphoric được tạo thành. Theo Pasteur thì lượng glyxein trong quá trình lên men có thể tích tụ đến 3 g/l.
Glyxerin là một cấu tử rất quý đối với bia, vì nó làm mềm vị và làm tăng thêm độ đậm đà cho sản phẩm. Glyxerin cũng có thể thu nhận được bằng con đường đề amin của axit glutamic
Rượu bậc cao:
Ở trong bia chứa các loại rượu bậc cao như: propylic izopropylic, butylic, izobutylic, amylic, izoamylic, và nhiều loại khác. Khối lượng của chúng dao động trong khoảng rộng từ 20 đến 95 mg/l nhưng thông thường là khoảng 50 đến 60 mg/l . Ở điều kiện lên men nổi hàm lượng rượu bậc cao lớn hơn lên men chìm do lên men ở nhiệt độ cao hơn. Trong các loại rượu bậc cao thì hàm lượng izoamylic cao nhất.
Từng loại rượu bậc cao đều tạo cho bia có hương, vị riêng biệt nhưng nhìn chung đó không phải là đặc trưng của bia mà chúng tạo cho khứu giác những cảm giác khó chiụ. Nói tóm lại các loại rượu bậc cao gây ảnh hưỏng tiêu cực đến chất lượng cảm quan của bia.
Cơ chế tạo thành rượu bậc cao đến hiện nay chưa được giải thích thỏa đáng do đó ta không đề cập đến nhiều.
Acid hữu cơ:
Axit hữu cơ là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình lên men rượu và quá trình trao đổi sinh dưỡng nitơ trong tế bào nấm men. Chúng cũng là sản phẩm của sự đồng lên men do vi khuẩn gây ra khi dịch đường houblon hoá bị nhiễm.
Axit lactic và axit xitric được tạo thành từ axit piruvic. Trong trường hợp này axit piruvic không bị decacbonxyl mà là bị khử thành axit lactic. Hàm lượng trung bình của chúng trong bia là khoảng 150-200mg/l. Nếu dịch lên men bị nhiễm khuẩn lactic thì hàm lượng của chúng tăng vọt lên rất nhiều lần.
Một sản phẩm thương trực khác trong nhóm axit hữu cơ là axit susinic. Nó được tạo thành do quá trình deamin axit glutamic hoặc qua phản ứng chuyển amin. Trong trường hợp thứ nhất, chất nhận hydro là aldehit triozoglyxerinic, vì lẽ đó, song song với việc tạo thành axit susinic ta còn nhận được glyxerin. Phương trình tổng hợp của các quá trình trên được biểu diễn như sau:
C6H12O6 + COOH.CH2.CHNH2.COOH + 2H2O = HOOC.CH2.CH2.COOH + 2C3H8O3 + NH3 + CO2.
Ở trường hợp thứ hai, axit glutamic bị deamin đến axit xetoglutaric, còn axit piruvic thì được amin hoá đến alanin. Axit xetoglutanic bị decacbonxyl, và aldehit thu được tham gia ngay vào phản ứng oxy hoá – khử với axetadehit. Kết quả của dãy quá trình này là ta nhận được axit susinic và etanol:
COOH.CH2.CH2.CHNH2.COOH + CH3CO.COOH = COOH.CH2.CH2CO.COOH + CH3CHNH2.COOH
COOH.CH2CH2CO.COOH -CO2 COOH.CH2.CH2.CHO
COOH.CH2.CH2.CHO + CH3CHO = COOH.CH2.CH2.COOH + C2H5OH.
Hàm lượng của axit susinic ở trong bia khoảng 60-70 mg/l.
Trong quá trình lên men chính, ngoài những axit trên đây còn tạo thành một số axit bay hơi khác, chủ yếu là axit axetic và axit fomic. Axit axetic nhận được bằng con đường phân hoá axetaldehit. Trong trường hợp này nó bị oxy hoá thành axit axetic, còn hydro của nước thì liên kết với phân tử aldehit thứ hai để tạo thành etanol. Hàm lượng trung bình của axit axetic ở trong bia là khoảng 80-100mg/l còn axit fomic đến 30 mg/l.
Ester và aldehid:
Este là sản phẩm bậc hai không thường trực của quá trình lên men chính. Nó không phải là sản phẩm tạo thành từ hoạt động sống của tế bào nấm men mà là kết quả của sự tương tác giữa các sản phẩm bậc hai thường trực: este hoá các axit bay hơi và không bay hơi với các loại rượu khác nhau. Chiếm khối lương nhiều nhất trong khối este là atyl axetat (15-20 mg/l ) chứa ít nhất là izoetyl formiat (0,8 – 1 mg/l ), còn izoamin axetat thì chỉ có vết . Tổng lượng của chúng trong bia dao động trong khoảng 30-80 mg/l. Với rượu etylic, axit cacbonic có thể tham gia phản ứng để tạo thành các este mono và dietyncacbonat không bền vững.
Este có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành vòng thơm của bia. Tuy không phải là sản phẩm bậc hai thường trực nhưng chúng được tạo thành chủ yếu ở giai đoạn lên men chính.Theo số liệu của các tác giả người Mỹ thì hàm lượng của etylaxetat sau lên men chính là 18,6% mg/l, còn trong bia thành phẩm là 25mg/l. Ở điều kiện len men nổi lượng este tạo thành nhiều hơn so với lên men chìm. Trong cùng một điều kiện, nấm men nổi tạo ra nhiều este hơn nấm men chìm.
Aldehid là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình trao đổi chất nấm men, và cũng có thể được tạo thành qua con đường oxy hoá các loài rượu. Chiếm nhiều nhất trong bia thì có axetaldehid, hàm lượng của nó, là 5-7 gm/l. Tổng lượng andehid trong bia dao động từ 9 đến 10 mg/l. Ở điều kịên yếm khí,lượng andehid tạo ra ít hơn so với ở điều kiện hiếu khí.
Ở mức độ vừa phải (10-15 mg/l), andehid làm tăng hương cho bia, nhưng nếu cao quá thì vai trò của nó lại trở thành tiêu cực.
Trong giai đoạn lên men phụ hàm lượng andehid của bia giảm đi rất nhiều.
Axetoin, diaxetyl và 2,3 – butandiol:
Ba hợp chất này thu nhận đươc ở chủ yếu giai đoạn lên men chính và là do kết quả của các quá trình hoạt động sống của tế bào nấm men. Chúng là sản phẩm bậc hai thường trực của các quá trình lên men yếm khí và hiếu khí. Trong ba hợp chất này thì nguy hiểm nhất đến hương và vị của bia là diaxetyl. Diaxetyl không màu đến vàng nhạt, có mùi hôi cực mạnh và vị đắng gắt rất khó chịu, tác động rất mạnh đến hệ thần kinh con người. Chỉ số chất lượng N0=1cho tất cả các loại bia được bán ra thị trường được Công ước bia châu Âu quy định là “hàm lượng diaxetyl không được vượt quá 0,2 mg/l”.
Nếu xem axit piruvic là điểm xuất phát thì diễn biến tạo thành ba hợp chất này có thể biễu diễn như sau:
CH3 –CO –COOH decacboxyl hoá CH3 –CHO + CO2
Axit piruvic Axetaldehid
CH3 –CHO + CH3 –CHO CH3 –CO –CHOH –CH3
Axetoin
CH3 –CHOH –CHOH –CH3 khử (+H2) CH3CO –CHOH –CH3
2,3_butadiol oxyhoá (-H2) axetoin
CH3 –CO –CHOH –CH oxyhoá (-H2) CH3 –CO –CO –CH3
Axetoin khử (+H2) Diaxetyl
Trong quá trình lên men chính lượng diaxetyl tạo thành khoảng 0.35 – 0.55 mg/l. Trong thời gian tàn trữ chúng bị khử và hàm lượng giảm xuống dưới mức cho phép. Thời gian cần thiết cho quá trình khử này ít nhất là 3 tuần ở các hệ thống lên men cổ điển. Quá trình khử diaxetyl là một trong những chỉ tiêu hàng đầu để xem xét là quá trình tàng trữ đã đạt hay chưa đạt.
Hydro sunfua (SH2) và mercaptan:
Nguồn gốc tạo thành các hợp chất này là các hợp chất chứa gốc sunfat,sunfit và các amin chứa lưu huỳnh ở trong dịch đường. Ở thời điềm lên men chính và đặc biệt là ở giai đoạn lên men phụ và tàng trữ bia non, điều kiện tạo ra khá thuận lợi cho quá trình khử các nhóm disunfit (-S-S-) thành các nhóm sunfơhidryl (-SH). Khi đó là cơ hội cho sự tao thành các sản phẩm bậc hai không thường trực nói trên.
Hydro sunfua và mercaptan là những hợp chất đặc biệt có hại đối với hình thơm và vị của bia. Theo số liệu của nhiều chuyên gia thì hàm lượng của chúng có thể lên tới 0,5-0,9 mg/l. Nếu dịch đường houblon háo chứa nhiều cặn, hàm lượng của chúng có thể cao hơn. Hiện tượng tự phân của nấm men cũng là một nguyên nhân làm tăng các hợp chất này.
HỆ ENZYME XÚC TÁC QU

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Tiểu luận Lên men bia

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *