Nước phi công nghệ không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng.. Tiếp theo n
Trang 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
1 Nguyên liệu và phương pháp kiểm tra chất lượng
Yêu cầu kỹ thuật của đại mạch
• Yêu cầu về cảm quan :
- Có màu vàng óng như rơm
- Có vị đặc trưng của đại mạch
- Độ cứng: malt phải xốp và khô
- Độ mịn: không được xay mịn, giữ lớp vỏ trấu không bị dập nát để phục vụ cho quá trình lọc
- Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm rác hay các hợp chất khác
- Hình dáng: hạt không bị mốc, không bị vỡ nát, không bị mọt
1.2 Phương pháp kiểm tra
Bên trong hạt lúa mạch chứa nhiều thành phần dinh dưỡng Người ta phân loại theo một số kích cỡ nhất định để đảm bảo các hạt sử dụng có kích
Trang 2
thước tương đương nhau, thông thường các loại hạt có bề ngoài 2.5mm trở lên sẽ được chọn sử dụng Các hạt được chọn phải đồng đều thì giai đoạn nảy mầm mới đều.
Trong giai đoạn nảy mầm diễn ra nhiều sự biến đổi.Trong lúa mạch đang nảy mầm chứa nhiều enzim cực kỳ quan trọng trong quá trình nấu Ở giai đoạn nấu người ta dừng giai đoạn nảy mầm vì nó ảnh hưởng đến hoạt động của enzim.Sau đó sử dụng nhiệt độ 800c để sấy khô malt khống chế sự sinh sôi của vi khuẩn và bảo quản được lâu hơn
Phần rễ của malt là nguyên nhân tạo ra mùi vị hỗn tạp Do đó, sau khi làm khô thì loại bỏ phần rễ người ta cho malt vào xilo để ủ trong khoảng 1 tháng
Trước khi cho vào lò nấu, malt sẽ được xay nhỏ, việc này giúp nâng cao hiệu quả chuyển hóa tinh bột thành đường Tuy nhiên nếu xay quá nhỏ thì công đoạn lọc sau đó sẽ diễn ra rất chậm
II HOA HOUBLON
2.1 Vai trò
Là nguyên liệu cơ bản của công nghệ sản xuất bia
Nó có tác dụng: làm cho bia có vị đắng, vị thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo bọt và giữ bọt, làm tăng độ bền và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm
Có 3 loại: màu vàng, màu xanh lục, màu xanh vàng
Trong sản xuất bia sử dụng hoa houblon ở dạng:
- Hoa houblon nguyên cánh trong sản xuất bia có ưu điểm là bảo quản được chất lượng tốt nhất
- Dạng hoa cánh khô: hoa được sấy độ ẩm( W ˂ 13%), sau đó được
ép chặt thành bánh bọc kín trong các loại giấy đặc biệt mà không khí không thể thấm thấu qua được
- Dạng hoa houblon hạt, viên để sử dụng thuận tiện ít tốn kém trong thời gian bảo quản và vận chuyển, người ta nghiền nát cánh hoa khô thành dạng bột Sau đó cho qua máy ép viên định hình để thu gọn và được bọc trong giấy đặc biệt.Gía trị chất lượng được tính theo α- acid đắng của hoa cánh và hoa viên như nhau Song hoa viên có hiệu quả sử dụng cao hơn nên tiết kiệm hơn
Hiện nay nhà máy hoa houblon dưới 2 dạng:
- Dạng cao hoa trích ly : Trích ly chất đắng trong hoa houblon bằng các dung môi hữu cơ như hecxan, methanol, … sau đó tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao hoa sệt có màu xanh lá cây đậm Bằng cách trích ly như
Trang 3
vậy sẽ tách được riêng chất đắng trong hoa ở dạng đậm đặc, chất đắng được bảo toàn tốt hơn, đồng thời việc sử dụng chế phẩm này khi nấu với dịch đường sẽ thuận tiện và hiệu quả hơn nhiều.
- Dạng hoa viên : Là dạng bảo quản rất tiện lợi và được sản xuất từ hoa khô, hoa khô được xay nhỏ và viên thành dạng viên
2.2 Thành phần hoá học
- Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau, nhưng các chất có giá trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa hoa houblon, các tanin và tinh dầu Ngoài ra trong hoa còn chứa một số các chất khác như: protein, mỡ, sáp, các tạp chất phi protein
- Nhựa hoa là thành phần chính, bao gồm nhựa cứng và nhựa mềm: nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm và β -nhựa mềm, trong nhựa mềm gồm các dạng axit đắng là α,β,γ,δ- axit đắng Vị đắng của bia chủ yếu là do α- axit đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β- axit đắng tạo nên vị đắng hài hoà dễ chịu
- Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị oxi hoá nên nó bảo vệ nhựa hoa houblon
- Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hyđratcacbon và nhiều hợp chất chứa oxi dạng tecpen Tinh dầu hoa houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay theo hơi nước Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi, chỉ tồn tại khoảng 2% để tạo hương thơm cho bia Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ dần mất đi do bay hơi và bị oxi hoá Do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng bia
III NƯỚC
1 Mục đích
Nước là nguyên liệu quan trọng để sản xuất các loại bia, nước trong bia chiếm khoảng 80÷90% trọng lượng bia thành phẩm Nước ảnh hưởng lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm
Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ như (ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn chiết ró), tạo nên sản phẩm cuối cùng Ngoài ra nước còn được dùng để làm lạnh, vệ sinh thiết bị …
Thành phần hóa học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất, tính chất, mùi vị, chất lượng bia thành phẩm
• Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt
Yêu cầu quan trọng nhất là nước không được chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật
Trang 4
• Nước dùng để nấu bia
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hoà tan chất đắng, chất chát trong
vỏ malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu
Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ malt làm cản trở hoạt động của hệ enzyme trong malt
• Nước để rửa nấm men và thiết bị
Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật
Nước rửa thiết bị phải có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứa muối NH3 và muối Nitrit
Nước phi công nghệ không trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng Nước này sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước thanh trùng Mỗi mục đích đòi hỏi chất lượng riêng, nước được xử lý theo yêu cầu sử dụng
2 Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia
Bảng 2.2 Yêu cầu của nước
Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤ 100 khuẩn lạc/ml
Trang 5
Nước dùng sản xuất bia phải đáp ứng các yêu cầu trên nếu nước không đạt yêu cầu phải qua xử lí trước khi đưa vào sản xuất Thông thường xử lí bằng lắng, lọc, khử mùi, trao đổi ion… Hiện nay nhà máy đang sử dụng phương pháp trao đổi ion, là một phương pháp hiện đại đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới
3 Quá trình xử lí nước
Nước được lấy từ bể nước thành phố về bể nước nhà máy và được đưa
đi xử lí trước khi nấu Đầu tiên nước được bơm vào bình than hoạt tính để khử màu và mùi của nước Tiếp theo nước được lần lượt đưa qua bình cation
để trao đổi các ion dương và bình anion để trao đổi các ion âm của nước nhằm loại bỏ các ion không có lợi cho quá trình sản xuất cũng như chất lượng bia thành phẩm
sử dụng để sản xuất protein
Tuy nhiên, cũng có nhiều loại nấm men có hại, gây bệnh cho người và gia súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm
Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống
Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi
trường nước mạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acid amin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào Sau
đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển
và lên men của nấm men được tiến hành
Đặc tính hình thái
Có 2 loại nấm men:
Nấm men chìm: Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi Hình dạng chủ yếu là hình cầu Nấm men nổi: Tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành như chuỗi các tế bào nấm men còn hình dạng chủ yếu hình
Trang 6
cầu hoặc ovan với kích thước 7 – 10 µm.
Đặc tính sinh lý
Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men các loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn đường raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường saccarose
Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên men và khả năng hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi thu được nhiều hơn nấm men chìm
Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm men nổi Khả năng tạo bào tử của nấm men chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi
Sự khác nhau về công nghệ lên men
Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính, trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính
Nấm men chìm có thể lên men 4 – 120C, nấm men nổi là 14 – 250C Hầu hết các chủng nấm men đều nhạy cảm với môi trường có nồng độ axit cao, do đó, trong quá trình tiến hoá, tự bản thân chúng đã hình thành một cơ chế “giải độc axit” bằng cách chuyển hoá axit pyruvic thành rượu etylic và CO2, rồi sau
đó cả hai chất này đều được bài tiết ra khỏi tế bào nấm men Bằng cách này, nấm men có thể liên tục phát triển và chuyển hoá đường, phản ứng tạo thành rượu etylic
Hiện nay, Nhà máy bia đang sử dụng nấm men chìm Saccharomyces carlsbergensis giống được cung cấp bởi công ty mẹ SABECO và thông
thường giống được đưa về là đời thứ 4(từ RH4 đến RH8)
Bảng 2.3 Các tiêu chuẩn của nấm men
Trang 7
STT Tên yêu cầu Tiêu chuẩn
Vỏ trấu: vì trong malt có nhiều tannin nên tránh làm nát vỏ để hạn chế lượng tannin được trích ly vào trong dịch làm bia có vị đắng rất khó chịu Mặt khác, mục đích giữ vỏ malt nguyên vẹn là để sử dụng như chất trợ lọc cho quá trình lọc dịch đường, giúp quá trình lọc dể dàng hơn, kết quả tốt hơn Do
đó chỉ nên nghiền dập hay bẹp, không nên nghiền mịn
Trong nội nhũ malt: chứa chủ yếu là tinh bột, dextrin, đường, protein, các sản phẩm thủy phân của protein… và nhiều hợp chất khác Các hợp phần này của nội nhũ là nguồn chính cung cấp chất hòa tan cho dịch đường Nếu nghiền càng mịn càng dễ trích ly nhưng quá trình lọc lại khó khăn và lúc rữa
bã không thể chiết hết các thành phần dinh dưỡng trong đó Tốc độ lọc, chất lượng của quá trình lọc phụ thuộc vào thể tích của lớp lọc, mà đại lượng này lại phụ thuộc vào mức độ nghiền của malt
Các biến đổi nguyên liệu:
Trong quá trình này diễn ra sự biến đổi vật lý như kích thước hạt nguyên liệu giảm, nhiệt độ của hạt tăng do ma sát
Nguyên tắc chung cho quá trình này là: bảo đảm yêu cầu thu nhận được nhiều chất tan nhất nhưng thể tích bột nghiền và bã malt đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể đạt được
Trang 8
2 Nấu dịch nha
Mục đích: khai thác
Nguyên liệu sau khi nghiền nhỏ sẽ được hòa trộn với nước trong thiết bị đường hóa Trong môi trường giàu nước các hợp chất thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu sẽ hòa tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường sau này Các hợp chất cao phân tử như tinh bột, protein, các hợp chất chứa phospho…sẽ bị tác dụng của các enzyme có sẵn trong malt tương ứng là amylaza, proteaza, phosphoraza…khi nhiệt độ của khối dịch được nâng lên các điểm thích hợp cho các enzyme này hoạt động
Dưới sự xúc tác của hệ enzyme thủy phân, các hợp chất cao phân tử sẽ bị phân cắt thành những sản phẩm thấp phân tử hòa tan vào nước để nấm men sử dụng cho quá trình lên men tiếp theo Ngược lại, trong dịch chiết cần phải càng ít chất không mong muốn, như tannin, càng tốt
Các chất hòa tan: đường, dextrin, acid vô cơ và một số protein
Các chất không hòa tan: tinh bột, xenluloza, một số protein cao phân tử
và các hợp chất khác
Sự biến đổi nguyên liệu
Sự trích ly: các cấu tử có phân tử lượng thấp vào nước
Đạm hóa: quá trình dùng enzym proteaza phân hủy các protein thành các sản phầm phân tử lượng thấp như axit amin (exopeptidaza), peptit,… là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men; các sản phẩm có phân tử lượng trung bình như albumin, pepton, polypepetit (endopeptidaza) tạo thành
vị, tạo bọt cho bia và giữ bọt Nhiệt độ 50-520C xảy ra giai đoạn thủy phân quan trọng Mặc dù sản phẩm của nó nhỏ nhưng nó tham gia trực tiếp vào sự hình thành chất lượng và là nguồn thức ăn chính cho nấm men, tạo vị, tạo bọt, giữ bọt, gây đục… Trong quá trình này, dưới tác dụng của enzyme proteaza
có sẵn trong malt, protein bị thủy phân thành axit amin, các peptone, peptid là những thành phần cần thiết cho lên men bia sau này Nhiệt độ tối ưu ở giai đoạn này cho men proteaza hoạt động là 48-52oC
Sự thủy phân tinh bột
α-amylaza tác động mạnh lên amylose và amylopectin của tinh bột và
bẽ gãy mối liên kết α-1,4-glucozit, α-1,6-glucozit của amylopectin không bị phá hủy, sản phẩm cuối cùng của quá trình này chủ yếu là dextrin, một lượng glucose và maltose
amylaza cắt liên kết α-1,4-glucozit và giải phóng từng đôi glucose, amylaza sẽ tác dụng cho tới những chỗ bắt đầu rẽ nhánh của phân tử amylopectin (liên kết α-1,6-glucozit) thì dừng lại để tạo thành maltose
Trang 9
Bên cạnh đó hai enzyme α-amylaza và β-amylaza có thể cùng tác động trên toàn mạch amylose và mạch nhánh của amylopectin để tạo thành maltose.
Amylophosphoraza tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột với chức năng làm cho quá trình hồ hóa dễ hơn Nó cắt phân tử axit phosphoric ra khỏi mạch amylopectin
Thủy phân hemicellulose: ở giai đoạn ươm mầm, thành tế bào của nội nhủ đã cơ bản bị biến dạng Dến giai đoạn đường hóa thì chúng mới thực sự
bị phá hủy Sự thủy phân hemicellulose mang hai ý nghĩa: thứ nhất là cung cấp bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, thứ hai là phá bỏ hàng rào chắn, tạo điều kiện cho các enzyme còn lại hoạt động mà không bị vướng các chướng ngại vật
Tham gia thủy phân hemicellulose là nhóm enzyme sitaza Nhiệt độ tối
ưu của chúng là 45oC, pH là 5
Thành tế bào nội nhủ của đại mạch chứa một mạng lưới các protein, cellulose, hemicellulose vững chắc, các chất này liên kết với nhau nhờ β-glucan β-glucan có phân tử lượng cao, có xu hướng tạo gel và làm tăng độ nhớt của dịch đường và bia, gây cản trở cho quá trình lọc, do đó trong quá trình sản xuất cần phải loại được càng nhiều β-glucan càng tốt β-glucan có thề được thủy phân nhờ enzyme endo-β-glucan, đây là loại enzyme có sẵn trong malt, vì vậy trong khâu chọn nguyên liệu nên lựa chọn nguyên liệu có chất lượng, chứa nhiều endo-β-glucan Trong suốt giai đoạn hồ hóa, cấu trúc của các hạt tinh bột bị phá vỡ và các sợi mixen bao bọc protein được nới rộng
ra nên các protein được giải phóng dần Endo-β-glucan chỉ có thể phân cắt phần β-glucan của các mixen này Nhiệt độ thích hợp là 45-50oC, ở 70oC enzyme này bị vô hoạt, lúc này enzyme β-glucan solubilaza hoạt động và giải phóng các β-glucan cao phân tử và protein từ phần hạt chuyển hóa kém và không thủy phân xa hơn nữa
Thủy phân Fitin: trong các hợp chất hữu cơ chứa phospho thì fitin là cấu tử chiếm nhiều nhất về khối lượng và có ý nghĩa hơn cả trong công nghệ sản xuất bia Cũng giống như các chất khác, ở giai đoạn ươm mầm, fitin đã bị thủy phân cục bộ nhưng với tốc độ nhỏ Đến giai đoạn đường hóa, quá trình này mới xảy ra với tốc độ tối đa dưới xúc tác của enzyme fitaza Chức năng của fitaza là xúc tác phân cắt axit phosphoric khỏi phân tử amylopectin Nhiệt
độ tối ưu của enzyme này là 45-50oC, còn pH là 5,2-5,3
Sự thủy phân fitin và những hợp chất hữu cơ khác chứa phospho và kèm theo đó là sự giải phóng axit phosphoric đã làm cho độ chua định phân
và tính đệm của dịch cháo tăng lên Điều này rất có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất dịch đường, vì sự tăng độ chua của dịch cháo luôn kèm theo sự tăng hiệu suất đường hóa và nhiều ảnh hưởng dương tính đến dịch đường thu được
Sự biến đổi keo tụ và kết lắng protein
Trang 10
Sự biến tính và kết lắng là những thuộc tính của protein khi chúng bị tác động bởi những yếu tố ngoại cảnh Ở điều kiện đường hóa thì yếu tố ngoại cảnh chính là nhiệt độ cao của môi trường Đây là những quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì khi protein đã bị biến tính và kết lắng thì chúng sẽ được loại ra khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia, giảm khả năng gây đục bia Sự kết tủa này phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ gia nhiệt và pH.
Sự tạo thành melanoid
Phản ứng tạo melanoid hay còn gọi là phản ứng ozamin là phản ứng có vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất thực phẩm nói chung, và trong công nghệ sản xuất bia nói riêng Quá trình tạo melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy malt, nhờ đó mà đã tạo ra một bước ngoặt quan trọng về tính chất cảm quan của bán thành phẩm Đến giai đoạn đường hóa, ở nhiệt độ cao, đường kết hợp với axit amin tạo thành melanoid Sự tạo thành melanoid cùng với phản ứng caramen tạo ra mùi thơm đặc trưng, tạo vị và khả năng tạo bọt cho bia, làm tăng độ màu cho bia
Phản ứng tạo melanoid chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, quan trọng nhất là:
- Ảnh hưởng của axit amin và đường
- Ảnh hưởng của nước
- Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH môi trường Ở nhiệt độ 0oC và dưới đó phản ứng không xảy ra Ở nhiệt độ khác nhau thì melanoid tạo thành
có thành phần và mùi vị khác nhau, ở 95-100oC thì melanoid có mùi vị hài hòa nhất và trên 190oC thì cho vị đắng khó chịu
Hòa tan các thành phần chất của malt
Trong vỏ malt chứa khá nhiều hợp chất polyphenol, chất chát và chất đắng Trong quá trình đường hóa, do tiến hành ở nhiệt độ cao nên một số khá lớn sẽ hòa tan vào nước Sự hòa tan các hợp chất này vào dịch đường là một dấu hiệu bất lợi vì chúng sẽ tạo cho bia có vị lạ khó chịu Sự oxy hóa các hợp chất này là nguyên nhân làm tăng cường độ màu của dịch đường Quá trình hòa tan polyphenol, chất chát và chất đắng phụ thuộc vào nhiệt độ pH của môi trường và thời gian đun nấu Nhiệt độ càng cao, pH càng cao và thời gian đun nấu càng dài thì lượng hòa tan càng lớn Hiện tượng này càng nguy hiểm khi ta sử dụng nước có độ cứng cacbonat cao để đường hóa nguyên liệu Biện pháp hữu hiệu nhất để hạn chế sự hòa tan của các hợp chất nói trên là phải sử dụng nước mềm để đường hóa nguyên liệu Trong thời gian đường hóa, tất cả các hợp phần của nội nhủ đều được hòa tan vào dịch đường Những hợp phần
Trang 11
phospho…, tất cả những hợp chất này hòa tan vào nước và tạo thành chất chiết của dịch đường.
Phản ứng giữa muối của nước và phosphat của cháo malt
Khi bắt đầu hòa bột malt vào nước, phản ứng đã bắt đầu xảy ra Các muối bicacbonat và cacbonat sẽ biến đổi kali phosphat bậc nhất thành bậc hai, đồng thời với nó là sự hình thành phosphat bậc hai của canxi và magie, và thỉnh thoảng lại tạo ra canxi phosphat bậc ba Những phản ứng này sẽ làm giảm độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo
Tiến hành quá trình theo phương pháp đun sôi 3 lần
Khoảng 1/3 lượng nước cần thiết, ở nhiệt độ 38-40oC được bơm vào nồi phối trộn Cho cánh khuấy làm việc và từ từ đổ bột malt vào Trong thời gian đổ bột malt, lượng nước còn lại cũng được bơm nốt vào nồi phối trộn Sau khi lượng bột malt đã được trộn đều, nhiệt độ chung của dịch bột khoảng 35-37oC Cho cánh khuấy làm việc liên tục trong 5 phút, sau đó dừng 10 phút
để pha rắn của dịch bột lắng xuống đáy của thiết bị phối trộn
Bơm 1/3 dịch đặc từ thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hóa Phần này bao gồm chủ yếu các cấu tử pha rắn, và được gọi là đun sôi lần 1 Cho cánh khuấy nồi đường hóa hoạt động liên tục và từ từ nâng nhiệt độ lên 50-52oC Duy trì nhiệt độ này trong 5-10 phút, đây là quá trình đạm hóa Ở nhiệt độ 48-52oC, sản phẩm của quá trình đạm hóa chủ yếu là các hợp chất thấp phân tử như peptit hoặc axit amin Nếu có nhu cầu tạo ra nhiều sản phẩm trung gian như albumoza và pepton thì quá trình đạm hóa nên thực hiện ở nhiệt độ 56-60oC Sau thời gian dừng cần thiết của quá trình đạm hóa, nhiệt
độ của khối cháo tiếp tục được nâng lên 60-65oC, và được giữ trong 5-10 phút
để enzyme β-amylaza hoạt động tạo nhiều đường maltose Sau đó khối cháo tiếp tục được nâng lên 70-75oC, dừng ở nhiệt độ này 10-15 phút Tại đây tinh bột hòa tan sẽđược đường hóa, enzyme α-amylaza hoạt động Sau khi duy trì
ở nhiệt độ 70-75oC trong thời gian cần thiết, nhiệt độ của khối cháo tăng nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh trong 20 phút Ở nhiệt độ này, toàn
bộ lượng tinh bột sẽ được hồ hóa, nghĩa là cấu trúc của hạt tinh bột bị phá vỡ Thời gian cần thiết cho đun sôi lần thứ nhất là 120 phút
Sau thời gian sôi cần thiết để bột chín, khối cháo sẽ được bơm quay về nồi phối trộn Lưu lượng của bơm khống chế ở mức vừa phải để tránh sự tăng đột ngột nhiệt độ ở điểm rơi của cháo sôi, sẽ không làm mất hoạt lực của enzyme trong nồi phối trộn Trong thời gian bơm dịch cháo quay lại nồi phối trộn, cánh khuấy ở nồi phối trộn phải làm việc liên tục và quay ở tốc độ cao nhất Ta cần nhớ ở lần đun sôi thứ nhất, lượng enzyme chứa không nhiều vì chúng đã hòa tan vào nước và được giữ lại ở nồi phối trộn
Khi hòa trộn với khối cháo chung, nhiệt độ của toàn khối cháo sẽ tăng lên 50-52oC Cánh khuấy ngừng làm việc, để yên 15- 20 phút để phần bã malt kết lắng
Bơm 1/3 dịch đặc từ nồi phối trộn sang thiết bị đường hóa Phần này được gọi là đun sôi lần 2 Cho cánh khuấy nồi đường hóa hoạt động liên tục
Trang 12
và từ từ nâng nhiệt độ lên 60-65oC, và được giữ trong 5-10 phút để enzyme β-amylaza hoạt động tạo nhiều đường maltose Sau đó khối cháo tiếp tục được nâng lên 70-75oC, dừng ở nhiệt độ này trong 10-15 phút Tại đây tinh bột hòa tan sẽ được đường hóa, enzyme α-amylaza hoạt động Sau khi duy trì
ở nhiệt độ 70-75oC trong thời gian cần thiết, nhiệt độ của khối cháo được tăng nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh trong 20 phút Thời gian cần thiết cho đun sôi lần hai là 90 phút
Khi hòa trộn với khối cháo chung, nhiệt độ của toàn khối cháo sẽ tăng lên 60-65oC Cánh khuấy ngừng làm việc, để yên 15-20 phút để phần bã malt kết lắng
Lần đun sôi thứ ba cũng làm theo phương thức trên : Bơm 1/3 dịch đặc
từ thiết bị phối trộn sang thiết bị đường hóa Cho cánh khuấy nồi đường hóa hoạt động liên tục và từ từ nâng nhiệt độ lên 70-75oC, dừng ở nhiệt độ này trong 10-15 phút.Sau khi duy trì ở nhiệt độ 70-75oC trong thời gian cần thiết, nhiệt độ của khối cháo được tăng nhanh lên đến điểm sôi và cho sôi mạnh trong 20 phút Thời gian cần thiết cho lần đun sôi thứ ba là 60 phút
Bơm quay về nồi phối trộn Nhiệt độ khối cháo ở nồi phối trộn đang từ 60-65oC sẽ tăng vọt lên 70-75oC Cho cánh khuấy làm việc liên tục và duy trì nhiệt độ này cho đến khi đường hóa hoàn toàn (không làm thay đổi màu dung dịch iod)
Thiết bị
Nồi được chế tạo bằng thép không gỉ, gồm 2 vỏ, thân hình trụ được bảo
ôn bằng lớp vật liệu cách nhiệt Nồi được trang bị hệ thống cấp hơi để gia nhiệt, hơi gia nhiệt được cấp vào giữa hai lớp vỏ của nồi, áp suất hơi giữa hai lớp vỏ của nồi khoảng 2,5-3 kg/cm2 Gần đáy nồi có hai cánh khuấy có tác dụng đảo trộn dung dịch, phía dưới có hộp giảm tốc để điều khiển tốc độ cánh khuấy Phần trên hình nón có ống thoát hơi, đèn chiếu sáng, cửa quan sát
Khi nấu đồng thời xảy ra hai quá trình : quá trình khuấy trộn dung dịch
và quá trình truyền nhiệt
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
Cường độ của các quá trình enzyme khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng của enzyme hoạt tính và điều kiện xảy ra phản ứng Bằng cách điều khiển khối lượng của chúng, ta có thể tạo ra ưu thế cho sự hoạt động của các enzyme này hay các enzyme khác Cũng bằng cách như vậy ta có thể tạo
ra sự thủy phân đền cùng hay thủy phân cục bộ của các chất riêng biệt Qua
đó có thể điều chỉnh được tương quan tỷ lệ giữa các pha sản phẩm tạo thành
Vì hợp phần của chất chiết có những tính chất khác nhau cho nên khi chúng
có sự thay đổi về tương quan khối lượng thì sẽ dẫn đến sự thay đổi tính chất của dịch đường – nhân tố quyết định để sản xuất loại bia này hay loại bia khác
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đường hóa đến hàm lượng đường và dextrin
Mỗi một enzyme đều có nhiệt độ hoặc vùng nhiệt độ tối ưu riêng của mình Nhiệt do thủy phân là yếu tố quyết định cường độ và chiều hướng của