Sinh học - Chương 3: Hệ vi sinh vật nhiễm trong công nghiệp bia

1Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.1. Nguồn gây nhiễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Phương pháp hạn chế nhiễm vi sinh vật trong sản xuất bia CHƯƠNG 3 HỆ VI SINH VẬT NHIỄM TRONG CÔNG NGHIỆP BIA 2Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.1. Nguồn gây nhiễm Bia thành phẩm • Thành phần dinh dưỡng:
Glucid  Saccharide  Oligosaccharide
Các hợp chất chứa nitơ
Các hợp chất khác • pH • Thế oxy hóa khử 3Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Bia thành phẩm • Các hợp chất ức chế vi sinh vật:
Ethanol
Carbon dioxide
Iso-alpha acid • Quy trình sản xuất bia • Hệ quả 3.1. Nguồn gây nhiễm 4Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống • Khái niệm biofilm:
Định nghĩa
Thành phần  Extra-polysaccharide (EPS) → 5-10µm  Vi sinh vật → 100-200µm • Đối tượng bị nhiễm 3.1. Nguồn gây nhiễm 5Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống • Các công đoạn nhiễm thường gặp
Phân xưởng nấu
Phân xưởng lên men
Phân xưởng rót
Các vị trí khác 3.1. Nguồn gây nhiễm 6Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống 3.1. Nguồn gây nhiễm 7Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống 3.1. Nguồn gây nhiễm 8Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống 3.1. Nguồn gây nhiễm 9Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thiết bị và đường ống • Vi khuẩn và biofilm:
Tỉ lệ thống kê: 99%
EPS  Capsule  Zooglea  Sản phẩm trao đổi chất → Giải pháp 3.1. Nguồn gây nhiễm 10Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Không khí • Hệ vi sinh vật trong không khí • Đối tượng bị nhiễm 3.1. Nguồn gây nhiễm 11Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Không khí • Các công đoạn nhiễm thường gặp
Phân xưởng xử lý bia sau lên men
Phân xưởng rót → Giải pháp 3.1. Nguồn gây nhiễm 12Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Không khí Số liệu thống kê từ 10 nhà máy bia của Phần lan 3.1. Nguồn gây nhiễm 13Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Các loại khí sử dụng trong sản xuất • Phân loại
Không khí
Carbon dioxide
Nitrogen • Khả năng gây nhiễm → Giải pháp 3.1. Nguồn gây nhiễm 14Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nguyên liệu • Malt và thế liệu
Hệ vi sinh vật
Khả năng gây nhiễm • Mối quan hệ giữa hệ VSV trong malt và hệ VSV trong bia → Giải pháp 3.1. Nguồn gây nhiễm 15Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nguyên liệu 3.1. Nguồn gây nhiễm 16Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 17Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.1. Nguồn gây nhiễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Phương pháp hạn chế nhiễm vi sinh vật trong sản xuất bia CHƯƠNG 3 HỆ VI SINH VẬT NHIỄM TRONG CÔNG NGHIỆP BIA 18Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm Vi sinh vật nhiễm trong bia Vi khuẩn (Bacteria) Nấm men dại (Wild yeast) Gram (+) Gram (-) Saccharomyces Non-Saccharomyces 19Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn  Procaryote  Vi sinh vật đơn bào  Có thể chuyển động hoặc không chuyển động  Kiểm tra sơ bộ
Catalase test  Ý nghĩa  Cách thực hiện
Nhuộm Gram  Ý nghĩa  Cách thực hiện 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 20Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Phương pháp nhuộm Gram 21Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Clostridum perfringens Gram (+) Escherichia coli Gram (-) Phương pháp nhuộm Gram 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 22Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn VK Gram dương 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 23Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn VK Gram âm 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 24Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm trong bia Vi khuẩn acetic (2 giống) Coliforms (4 giống) Các vi khuẩn khác (3 giống) 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 25Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Acetobacter  Loài thường gặp: A. aceti, A. pasteurianus  Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8µm x 1-4µm), catalase (+), hiếu khí bắt buộc, oxy hóa ethanol thành carbon dioxide và nước  Nguồn nhiễm  Hệ quả: gây đục bia, tạo váng trên bề mặt sản phẩm A. aceti 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 26Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Gluconobacter  Loài thường gặp: G. oxydans  Đặc điểm: hình gậy (0.6-0.8µm x 1-4µm), chuyển động, catalase (+), hiếu khí bắt buộc, oxy hóa ethanol thành acetic acid.  Nguồn nhiễm  Hệ quả: gây đục bia, tạo váng trên bề mặt, tăng độ nhớt G. oxydans 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 27Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Obesumbacterium (Hafnia)  Loài thường gặp: O. proteus (H. protea)  Đặc điểm: hình gậy (0.8-1.2µm x 1.5-4.0µm), kỵ khí tùy tiện, catalase (+), chịu cồn (<6%).  Nguồn nhiễm: nấm men  Hệ quả: phát triển vào giai đoạn đầu của quá trình lên men chính
Tốc độ lên men
Sinh tổng hợp DMS
Tăng pH 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 28Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Citrobacter  Loài thường gặp: C. freundii  Đặc điểm: hình gậy (1µm x 2-6µm), kỵ khí tùy tiện, catalase (+)  Nguồn nhiễm: dịch nha  Hệ quả:
Sinh tổng hợp DMS và acid hữu cơ
Bị ức chế bởi quá trình lên men ethanol C. freundii 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 29Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Enterobacter (Rahmella)  Loài thường gặp: E. agglomerans, E. cloacae  Đặc điểm: hình gậy (0.6µm x 2- 3µm), kỵ khí tùy tiện, catalase (+)  Nguồn nhiễm: nấm men  Hệ quả:
Sinh tổng hợp DMS và diacetyl
Tăng pH
Tăng tốc độ lên men E. cloacae 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 30Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Klebsiella  Loài thường gặp: K. terrigena, K. aerogenes, K. pneumonia  Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.0µm x 0.6-6.0µm), kỵ khí tùy tiện, catalase (+)  Nguồn nhiễm: dịch nha  Hệ quả:
Sinh tổng hợp DMS
Tạo mùi phenolic (4-vinylguaiacol) K. aerogenes 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 31Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Zymomonas  Loài thường gặp: Z. mobilis  Đặc điểm: hình gậy (1.0-1.4µm x 2-6µm), kỵ khí chịu dưỡng, catalase (+), lên men glucose thành ethanol, không lê men maltose, rất chịu cồn, Topt=25-30oC  Nguồn nhiễm: dịch nha sản xuất ale  Hệ quả:
Sinh tổng hợp acetaldehyde
Sulphide Z. mobilis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 32Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Pectinatus  Loài thường gặp: P. cerevisiiphilus  Đặc điểm: hình gậy kéo dài (0.8µm x 2-30µm), kỵ khí bắt buộc, pHopt=4.5-6.0  Nguồn nhiễm  Hệ quả:
Sinh tổng hợp hydrogen sulphide
Acetaldehyde
Propionic acid 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 33Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram âm Megasphaera  Loài thường gặp: M. cerevisiae  Đặc điểm: hình cầu (1.0-1.2µm), kỵ khí bắt buộc, catalase (-), không thể sinh trưởng khi pH 3.5-5.5%  Nguồn nhiễm  Hệ quả:
Sinh tổng hợp hydrogen sulphide
Butyric acid và acid béo → Khó phân lập 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 34Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương trong bia Vi khuẩn lactic (2 giống) Các vi khuẩn khác (2 giống) 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 35Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương Lactobacillus  Loài thường gặp: L. brevis, L. damnosus, L. casei, L. fermentum, L. buchneri, L. delbruekii, L. lindneri  Đặc điểm: hình gậy (0.6-1.2µm x 1-15µm), kỵ khí chịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình lẫn dị hình, tính mẫn cảm với iso-alpha acid thay đổi tùy chủng  Nguồn nhiễm  Hệ quả:
Sinh tổng hợp diacetyl
Độ chua L. brevis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 36Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 37Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương Pediococcus  Loài thường gặp: P. damnosus, P. inopinatus  Đặc điểm: hình cầu (0.7µm) ở dạng tứ cầu khuẩn, kỵ khí chịu dưỡng, catalase (-), lên men lactic đồng hình, bền với iso-alpha acid và ethanol (< 10% v/v)  Nguồn nhiễm  Hệ quả:
Sinh tổng hợp diacetyl
Độ chua P. inopinatus 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 38Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương Bacillus  Loài thường gặp: B. coagulans  Đặc điểm: hình gậy, hiếu khí bắt buộc, catalase (+), có khả năng sinh bào tử, thuộc nhóm ưa nhiệt, mẫn cảm với iso-alpha acid  Nguồn nhiễm: dịch nha trong phân xưởng nấu  Hệ quả: sinh tổng hợp nitrosamine B. coagulans 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 39Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vi khuẩn Gram dương Micrococcus  Loài thường gặp: M. kistinae, M. varians  Đặc điểm: hình cầu, hiếu khí bắt buộc (ngoại trừ M. varians thuộc nhóm kỵ khí tùy tiện), catalase (+)  Nguồn nhiễm: dịch nha và bia  Hệ quả: tạo mùi trái cây → Ít gặp 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 40Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Saccharomyces  Tác động đến chất lượng bia  Phân loại
S. turbidans, S. ellipsoideus, S. willianus, S. diastaticus → S. cerevisiae
S. bayanus, S. pastorianus
Killer yeast 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 41Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Saccharomyces Ví dụ: chủng S. cerevisiae (S. diastaticus)  Nguồn nhiễm: phân xưởng lên men và rót  Hệ quả:
Độ lên men rất cao
Mùi phenolic → Gene POF (phenolic acid decarboxylase): decarboxyla hóa acid ferulic và cinnamic thành 4-vinyl guaiacol và styrene 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 42Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast  Killer yeast toxin
Bản chất
Chức năng  Phân loại
ds RNA plasmid → S. cerevisiae
ds DNA plasmid
cDNA → S. cerevisiae 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 43Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae với dsRNA plasmid 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 1.5 và 2.0M3GR1 ds RNA plasmidK3GR1 1.99M28 ds RNA plasmidKT28 1.5M3 ds RNA plasmidK3 1.7M2 ds RNA plasmidK2 1.9M1 ds RNA plasmidK1 Kích thước geneGene Độc tố 44Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Saccharomyces Killer yeast  Hệ quả
Tỉ lệ killer yeast 2-3% → tỉ lệ tế bào nấm men bia còn sống sẽ giảm từ 95% xuống 20%
Mùi cỏ/ phenolic 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 45Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Brettanomyces  Loài thường gặp: B. anomalus, B. bruxellensis, B. lambicus  Đặc điểm: lên men glucose, ít khi lên men maltose, không lên men saccharose, sinh tổng hợp acid acetic, khử nitrate, oxy thúc đẩy quá trình lên men  Nguồn nhiễm: dịch nha và bia  Hệ quả: ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan bia B. bruxellensis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 46Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Candida  Loài thường gặp: C. tropicalis, C. boidinii, C. vini (C. mycodema)  Đặc điểm: lên men glucose (C. tropicalis có thể lên men maltose)  Nguồn nhiễm: dịch nha (giai đoạn đầu của quá trình lên men chính) và bia  Hệ quả: ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan bia C. tropicalis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 47Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Cryptococcus  Loài thường gặp: C. laurentii  Đặc điểm: không lên men nhưng có thể sử dụng nhiều loại đường, một số chủng sinh tổng hợp pigment  Nguồn nhiễm: bia tươi  Hệ quả: ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan bia C. laurentii 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 48Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Dekkera  Loài thường gặp: D. bruxellensis, D. hansenii  Đặc điểm: sinh ascospore, lên men glucose và saccharose, một số chủng lên men maltose, oxy sẽ thúc đẩy quá trình lên men  Nguồn nhiễm: bia tươi  Hệ quả: ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan bia D. bruxellensis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 49Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Kluyveromyces  Loài thường gặp: K. marxianus  Đặc điểm: lên men glucose, khả năng lên men các đường khác tùy thuộc vào chủng, chịu nhiệt  Nguồn nhiễm: thế liệu syrup, dịch nha  Hệ quả: ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan bia K. marxianus 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 50Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Pichia  Loài thường gặp: P. anomala, P. fermantans, P. membranifaciens  Đặc điểm: lên men glucose  Nguồn nhiễm: dịch nha (giai đoạn đầu của qt lên men chính) và bia tươi  Hệ quả:
Độ trong
Tạo màng
Mùi sauerkraut (P. membranifaciens) P. anomala 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 51Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Rhodotorula  Loài thường gặp: R. glutinis, R. mucilginosa  Đặc điểm: không lên men nhưng sử dụng được nhiều loại đường một số chủng sinh tổng hợp pigment  Nguồn nhiễm: nước và nấm men  Hệ quả: ảnh hưởng đến tiến trình lên men R. glutinis 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 52Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Torulaspora  Loài thường gặp: T. delbrueckii  Đặc điểm: lên men glucose, khả năng lên men maltose thay đổi tùy theo chủng  Nguồn nhiễm: nấm men và bia tươi  Hệ quả: ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của bia 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 53Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nấm men dại Non-Saccharomyces Zygosaccharomyces  Loài thường gặp: Z. bailii, Z. rouxii  Đặc điểm: lên men glucose, khả năng lên men maltose và saccharose thay đổi tùy theo chủng, chịu áp lực thẩm thấu  Nguồn nhiễm: thế liệu syrup và dịch nha  Hệ quả: ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của bia Z. bailii 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 54Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.1. Nguồn gây nhiễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Phương pháp hạn chế nhiễm vi sinh vật trong sản xuất bia CHƯƠNG 3 HỆ VI SINH VẬT NHIỄM TRONG CÔNG NGHIỆP BIA 55Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.3. Chỉ tiêu vi sinh của bia Các chỉ tiêu cơ bản  Tổng số VSV hiếu khí  Tổng số nấm men và nấm sợi  Hàm lượng một số VSV gây bệnh 56Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.3. Chỉ tiêu vi sinh của bia Phương pháp xác định  Phương pháp đếm số khuẩn lạc trên môi trường đặc  Phương pháp MPN 57Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.1. Nguồn gây nhiễm 3.2. Hệ vi sinh vật nhiễm 3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu vi sinh của bia 3.4. Phương pháp hạn chế nhiễm vi sinh vật trong sản xuất bia CHƯƠNG 3 HỆ VI SINH VẬT NHIỄM TRONG CÔNG NGHIỆP BIA 58Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia Nguyên tắc chung Con người  Tập huấn về vi sinh đại cương và vấn đề vệ sinh cá nhân  Tấp huấn về vệ sinh công nghiệp Môi trường sản xuất  Thiết kế mặt bằng  Hệ thống thoát nước và thu gom chất thải  Chiếu sáng, thông gió  An toàn 59Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nguyên tắc chung Thiết bị và hệ thống đường dẫn  Bảo trì  Vệ sinh Kiểm tra sản xuất  Nguyên phụ liệu  Bán thành phẩm  Sản phẩm 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 60Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Nguyên tắc chung Qui định nội bộ Hệ thống quản lý chất lượng 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 61Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia  Tiệt trùng (Sterilization)  Thanh trùng (Pasteurization)  Các giai đoạn  Phương trình thanh trùng nhiệt N = No × e-kt  lg(N/No) = -kt/2.303 = -t/D; Trong đó:
D=2.303/k
No: Số VSV ban đầu trong mẫu
N: Số VSV còn sống sau thời gian thanh trùng t ở nhiệt độ T
K: hằng số phá hủy → D: thời gian phá hủy thập phân (Decimal reduction time) 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 62Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia lg(N/No) = -t/D; Ví dụ:  Mẫu chứa 1 loài VSV, No = 106 cfu, Nhiệt độ xử lý T, D = 1 phút  Số VSV trong mẫu sau thời gian xử lý nhiệt:
1 phút
6 phút
7 phút  Kết luận 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 63Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia Chọn nhiệt độ và thời gian thanh trùng: Dự đoán sơ bộ:  Mẫu chỉ chứa 1 loài VSV: Chọn nhiệt độ là T, thời gian xử lý sẽ là F = D × lg(No/N*) N*: Số VSV còn lại trong mẫu sau thanh trùng  Mẫu chứa nhiều loài VSV 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 64Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia Lưu ý:  VSV có thể bị tiêu diệt trong giai đoạn gia nhiệt  So sánh các chế độ xử lý nhiệt khác nhau (nhiệt độ, thời gian) 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 65Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia Tốc độ tiêu diệt VSV (lethal rate) ở nhiệt độ T so với nhiệt độ đối chứng Tr: LR = 10(T-Tr)/Z Trong đó:
Tr: nhiệt độ đối chứng
T: nhiệt độ mãu tại một thời điểm xác định trong quá trình thanh trùng
Z: hằng số chịu nhiệt (thermal resistance constant) – khoảng nhiệt độ cần tăng để D giảm 10 lần 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 66Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 67Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia Khái niệm “Thời gian xử lý nhiệt tương đương F” F = ∫ 0 t (LR)dt Cách tính F:  Dựa vào số liệu thực nghiệm T = g1(t) để tính LR tại các thời điểm khác nhau trong quá trình thanh trùng  Vẽ đồ thị LR = g2(t)  Xác định giá trị F 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 68Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 69Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia  1 đơn vị thanh trùng Pasteur (PE): lượng nhiệt hấp thu ở 60oC trong 1 phút  Công thức chuyển đổi: PE = t*1.393(T-60) Trong đó:
t: Thời gian thanh trùng
T: Nhiệt độ thanh trùng 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 70Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia 53.4072 27.5170 14.1868 7.3066 3.7664 1.94062 1.39361 160 PENhiệt độ thanh trùng (oC) Giả sử t=1 phút. Mối quan hệ giữa nhiệt độ T và PE như sau 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 71Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Thanh trùng bia Cách tính thời gian theo nhiệt độ thanh trùng:  Yêu cầu:
15PE
22-27PE  Ví dụ: T=64oC
15PE → 15/3.76 = 3.98min
27PE → 27/3.76 = 7.18min 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 72Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vệ sinh công nghiệp (CIP) Kiềm (dd NaOH 2-5%)  Mục đích
Tạp chất
VSV  Nhược điểm: phản ứng hóa học với bicarbonate và carbon dioxide  Giải pháp  Nhiệt độ: 50-90oC  Phạm vi áp dụng 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 73Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vệ sinh công nghiệp (CIP) Acid (a. phosphoric hoặc hh a. phosphoric và a. nitric)  Mục đích
Tạp chất
VSV  Nhiệt độ phòng  Phạm vi áp dụng Chất hoạt động bề mặt 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 74Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Chlorine (NaOCl)  Khả năng ức chế VSV của HOCl và OCl-  pH = 4-6 → 97% ở dạng hoạt động  Nồng độ sử dụng 50-300ppm  Ưu điểm: rẻ tiền, không tạo bọt  Nhược điểm:
Ăn mòn
Chlorophenol và chloramine → mùi
Trihalomethane → carcinogen 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 75Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Chlorine dioxide (ClO2)  Khả năng ức chế VSV cao hơn chlorine  Ít mẫn cảm với pH hơn  Tách được biofilm 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 76Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Peracetic acid  Tác nhân oxy hóa mạnh: phân giải thành acetic acid và gốc oxy tự do  Tách được biofilm  Nồng độ sử dụng 75-300ppm  Nhược điểm: các vấn đề ăn mòn, mùi, an toàn công nghiệp 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 77Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Quarternary ammonium compound  Hiệu quá thấp hơn các tác nhân oxy hóa  Phạm vi ứng dụng: ngâm hoặc vệ sinh thủ công  Nồng độ sử dụng: 200ppm  Nhược điểm: nhiều bọt 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 78Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Biguanides  Cationic polymer: shock thẩm thấu → an toàn  Phạm vi ứng dụng: ngâm hoặc vệ sinh thủ công  Nồng độ sử dụng: 600ppm  Không hiệu quả (pH 9) 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 79Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Chất ức chế vi sinh vật Amphoterics  An toàn  Phạm vi ứng dụng: ngâm, phun hoặc vệ sinh thủ công  Nồng độ sử dụng: 1000ppm 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 80Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vệ sinh công nghiệp (CIP) Phương pháp thực hiện  Thủ công  Tự động hóa Tái sử dụng dung dịch hóa chất để vệ sinh thiết bị 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia 81Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) Vệ sinh công nghiệp (CIP) 3.4. Hạn chế nhiễm VSV trong sx bia Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 82 83Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 84Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 85Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 86Lê Văn Việt Mẫn (3/2009) 87Lê Văn Việt Mẫn (3/2009)