Tìm hiểu quy trình kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản xuất bia của công ty bia vinaken

Các thành phần như axit đắng anpha acid 6-9%, beta acid 3-4% và nhựa mềm có trong houblon khi nấu ở nhiệt độ cao sẽ hòa tan vào dịch đường làm tăng tính bền của dịch đường và của bia sau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn chính:PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

LỜI MỞ ĐẦU

Khi mức sống được nâng cao, người ta chọn thức ăn, thức uống thường quan tâm đến các yếu tố: ngon, bổ , an toàn và hợp vệ sinh.Trong bối cảnh đó bia trở thành loại thức uống thiết yếu, thường có mặt trong các bữa ăn hàng ngày

Bia có độ cồn nhe, có hương đặc trưng, đặc biệt là khí CO2 hòa tan trong bia có tác dụng là giảm cơn khát cho người sử dụng, tăng ngon miệng khi ăn

Trên thế giới có hơn 130 nước sản xuất bia, trong đó có Việt Nam Sản phẩm bia của Việt Nam, hiện nay hoàn toàn có thể cạnh tranh được với bia nước ngoài về chất lượng và cả về mặt giá cả Một trong những công ty bia của Việt Nam đáp ứng về mặt chất lượng cũng như giá thành cho người tiêu dùng, được biết đến là công ty bia VINAKEN Qua bài tiểu luận tốt nghiệp này nhằm giúp mọi người, có thể hiểu rỏ hơn về công ty bia VINAKEN, cũng như về quy trình sản xuất, thành phần, chất lượng nguyên liệu, chất lượng sản phẩm của công ty

VÀI NÉT VỀ NHÀ MÁY BIA VINAKEN [5]

Xuất phát từ nhiều người Việt đang định cư ở Đức và từ những chuyến đi công tác của các chuyên gia cùng các doanh nhân Việt Nam, họ đều có cảm nhận và suy nghĩ và thấy rằng CHLB Đức có nhiều nhãn nhiệu bia nổi tiếng thế giới như: Yeast, Barley và mong ước Việt Nam sớm có những thương hiệu nổi tiếng như vậy

Từ niềm khát khao đó, năm 2003 ông Dương Vương Hải đã quyết định đưa toàn bộ dây chuyền công nghệ, thiết bị và nhận sự chuyển giao công nghệ sản xuất bia tươi nguyên chất BIG MAN BEER về Việt Nam tại số 4 – Phan Đình Giót- Q Tân Bình TP.HCM, để phục vụ khách hàng Việt Nam trong cuộc sống thường ngày

Sau một thời gian hoạt động BIG MAN BEER đã phát triển và mở rộng chiếm lĩnh thị trường đến cả khu vực miền Trung Từ Huế trở vào đã có hơn 30 nhà hang BIG MAN và hơn 1000 đại lí VINAKEN Riêng ở TP Hồ Chí Minh có các nhà hàng sau:

Nhà hàng Điện Ảnh phường II, đường Phan Đình Giót, Q Tân Bình, TP.HCM Nhà hàng Điện Ảnh Tân Phú 254 Luỹ Bán Bích, P4, Q Tân Phú, TP.HCM

Nhà hang 350 Trường Chinh, Q Tân Bình, TP.HCM

 Cơ cấu tổ chức và sơ đồ mặt bằng của nhà máy bia Vinaken [5]

Thủ quỹ

liệu

Xuất bia sản phẩm

Sơ đồ mặt bằng của nhà máy bia vinaken

Sơ đồ: Sơ đồ mặt bằng chung của nhà máy bia vinaken

Nhà xe Bảo vệ

Kho chứa nguyên liệu và bia sau khi vào chai, block

Khu lên men và

chứa bia tươi

Lò đốt Kho vật tư Phòng vệ

sinh

Ngâm malt

Nhà nấu

Phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm

Phòng nhân men giống Bồn

nước

Nghiền nguyên liệu

Lưu trữ và chiết bia

 Các sản phẩm của công ty bia vinaken [5]

Sản phẩm chính của công ty hiện nay được sản xuất để cung cấp cho các nhà hàng, khách sạn và các thị trường tiêu thụ trên khắp cả nước, là:

+ Bia BIGKEN đóng chai thủy tinh và lon

+ Bia BIGMAN đóng chai thủy tinh 330ml và block 5 lít

+ Bia SMILE đóng chai thủy tinh

+ Bia Vinaken đóng chai nhựa

+ Bia vàng đóng block

+ Bia đen đóng block

CHƯƠNG 1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA

Hình 1.1: Quy trình sản xuất bia

Nghiền

Malt đại mạch

Nước Phối trộn

Phối trộn Nghiền Gạo

Đóng chai

Bia đóng chai

1.2 Nguyên liệu dùng để sản xuất bia [1], [2], [4], [5]

1.2.1 Malt đại mạch [1], [4]

Malt là hạt nẩy mầm được sản xuất từ các hạt ngũ cốc như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô, …Malt được xem là chế phẩm, giàu chất dinh dưỡng, có nhiều chất thấp phân tử dễ hòa tan, ngoài ra có nhiều hệ enzyme phong phú chủ yếu là amylase và protease Đại mạch nói chung là giàu protein, trong quá trình nấu bia các sản phẩm thủy phân của protein tạo cho bia những phức chất giữ bọt tốt hơn và có hương vị đậm

đà hơn

Hình 1.2 : Bông đại mạch

 Cấu trúc hạt đại mạch: [2], [4]

Hạt đại mạch gồm 3 phần chính: vỏ hạt, phôi và nội nhủ

_ Vỏ hạt: từ ngoài vào trong được chia làm 3 lớp: vỏ trấu, vỏ lủa, và vỏ oloron Phần này thường chiếm từ 8 – 15% trọng lượng hạt

_ Phôi: là cơ quan sống, hô hấp của hạt Phôi có từ 35- 50% chất khô là nito, khoảng 7% là chất béo, 5 – 6% là saccharose, 7 – 7,5% là pentozan, 6 – 6,5% là chất

tro và một ít thành phần khác, tinh bột thì chiếm một thành phần rất ít Phôi thường chiếm từ 2,5 – 5% trọng lượng hạt

_ Nội nhủ: chiếm từ 45 – 68% trọng lượng hạt, phần này của đại mạch giữ vai trò quyết định chất lượng hạt đại mạch trong sản xuất bia

+ Thành phần chính trong nội nhủ là những hạt tinh bột hình tròn có kích thước rất lớn 20 - 30 µm, hoặc rất bé từ 2 - 10 µm, rất ít có những hạt tinh bột có kích thước trung bình Nếu hàm lượng protein trong hạt đại mạch càng cao thì hạt tinh bột có kích thước càng nhỏ

+ Trọng lượng riêng của hạt tinh bột khá cao (từ 1,5 – 1,6) vì vậy trong nước chúng lắng xuống rất nhanh.Tinh bột không hòa tan trong nước, kể cả những dung môi hữu cơ

Hoa houblon là nguyên liệu chính thứ hai sau malt đại mạch Nó đem lại hương vị góp phần tạo ra đặc tính cảm quan cho bia Các thành phần như axit đắng (anpha acid 6-9%, beta acid 3-4%) và nhựa mềm có trong houblon khi nấu ở nhiệt độ cao sẽ hòa tan vào dịch đường làm tăng tính bền của dịch đường và của bia sau này Các yếu tố này giúp bia bảo quản được lâu hơn, làm cho thành phần của bia ổn định và giọt bia được giữa lâu hơn

Hoa houblon gồm hoa đực và hoa cái, nhưng trong sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn Về chất lượng bia, hai thành phần quan trọng nhất của hoa houblon là nhựa hoa và tinh dầu, trong đó nhựa hoa tạo ra vị đắng còn tinh dầu tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia

Hình 1.3: Hoa houblon

Hoa houblon được nhập từ Đức dưới dạng chế phẩm hoa viên và cao hoa Chế phẩm của hoa houblon được đóng gói cẩn thận, bảo quản kho lạnh, nhiệt độ 2-5oC Nếu bảo quản ở nhiệt độ cao, không khí ẩm, ánh sáng mặt trời sẽ làm giảm chất lượng

Hình 1.5: Houblon cao

1.2.3 Nước [1]

Nước là nguyên liệu không thể thay thế được trong công nghệ sản xuất bia Đầu tiên nước được sử dụng để pha bột malt, pha bột gạo, đường hóa, đun sôi với houblon… hàm lượng nước trong bia thành phẩm của công ty chiếm từ 80-90% Đối với gạo, nước là môi trường thực hiện hồ hóa,thuỷ phân và hòa tan các hợp chất cao phân tử Đối với malt, nước được sử dụng hòa tan các chất chiết và làm trong dịch malt Ngòai

ra, nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển và đảo trộn các loại nguyên liệu dung sản xuất bia dễ dàng hơn Tiếp theo nước được sử dụng để lọc bã malt Ở đây nước có nhiệm vụ chiết tất cả các chất chiết hòa tan còn bám lại trong vỏ malt trước khi thải bỏ nhằm nâng cao lượng chất hòa tan trong dịch đường chuẩn bị đun với houblon trước khi lên men Ngòai ra, nước còn được sử dụng cho nhiều việc khác: vệ sinh nhà xưởng, thiết bị…

1.2.4 Nấm men [1], [5]

Nấm men là loại vi sinh vật đơn bào, thuộc giống Saccaromyces:

Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsergenis

Đặc điểm và vai trò của nấm men:

- Có thể phát triển trong môi trường có O2

- Đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia

Oxy hóa cơ chất, chuyển hóa nguyên liệu

Ngoài ra, trong tế bào nấm men, ngoài thành phần protein, còn có vitamin B2, B3, B5, B6, D

Như vậy thành phần đáng chú ý trong tế bào nấm men là protein và nguồn vitamin nhóm B

Trong công nghệ sản xuất bia thường có hai loại mấm men được sử dụng

- Giống mấm men nổi: Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển và lên men

ở nhiệt độ 15 – 250 C và kéo dài từ 3 – 7 ngày Khi kết thúc lên men, nấm men nổi lên trên, vì vậy khó tách mấm men để sử dụng làm men giống cho các đợt lên men tiếp theo

- Giống nấm men chìm: Saccharomyces carlsergenis Loại nấm men này chỉ hoạt động lên men ở nhiệt độ thấp, 6 – 70 C, kéo dài trong vòng từ 5 – 10 ngày Khi kết thúc quá trình lên men, các tế bào nấm men chìm xuống đáy thiết bị,thuận lợi cho việc tách nấm men để làm giống sử dụng cho các đợt lên men sau

Bảng 1.1: So sánh đặc điểm của hai chủng mấm men Saccharomyces cerevisiae

và saccharomyces carlsergenis Chỉ tiêu 9

(1)

S carlsbergensis

(2)

S cerevisiae (3)

Điều kiện lên men Lên men chìm Lên men nổi

Nhiệt độ lên men ( ) 4 – 12 14 – 25

Thời gian lên men (ngày) 12 – 35 5 – 7

Lên men đường rafinose (%) 100 34

Căn cứ vào các đặc điểm trên, nhà máy bia Vinaken chọn sử dụng nấm men chìm Saccharomyces carlsergenis để sử dụng lên men bia

lắng hoàn toàn của nấm men và Canxioxalat, đồng thời với lượng Ca2+ thích hợp là yếu tố quan trọng để ổn định và tạo vị tốt cho bia

 Nacl: để điều vị, tăng độ đậm đà cho bia sản phẩm

 Caramel: tạo màu vàng cho bia, tăng nồng độ đường trong nước nha khi nguyên liệu thay thế có chất lượng xấu

 H2SO4: điều chỉnh pH hỗn hợp trong quá trình đường hoá, tạo dịch lên men bia

 Bột trợ lọc (diatomit 700, 500): giúp quá trình lọc, loại bỏ các chất không hoà tan trong bia, tạo ra lớp áo trên bề mặt màng lọc để cố định dòng bia khi đi qua làm trong bia

 Bột trợ lắng (bf3150): tăng khả năng kết lắng của cặn trong dịch đường

 Maturex : nhằm làm giảm hàm lượng diacetyl hình thành trong quá trình lên men phụ, vì diacetyl có mùi khó chịu, người uống bia bị nhức đầu

 Termamyl: làm tăng lượng enzyme –amylase

 ZnCl2: Cho vào khi gần kết thúc quá trình đun sôi dịch nha, làm cho nấm men

khỏe và phát triển mạnh trong quá trình lên men chính, phụ

 Formol: Cho vào đầu quá trình nấu malt, formol có tác dụng chống nhiễm khuẩn

Ngoài các phụ gia trên còn sử dụng một số phụ gia khác: dung xử lý nước (than hoạt tính), vệ sinh công nghiệp (NaOH 10%), cồn 600…

1.2.6 Nguyên liệu thay thế Malt (gạo) [1], [5]

Để hạ giá thành sản phẩm, cải thiện thành phần dịch chiết, làm tăng lượng dịch lên men bia người ta thay thế một phần malt bằng đại mạch chưa được nảy mầm, hoặc các loại ngũ cốc khác để cung cấp tinh bột, tạo cơ chất cho quá trình đường hóa và lên men etylic sau đó Nhờ thế mà thu được bia thành phẩm với giá thành giảm đáng kể Tuy nhiên lượng nguyên liệu thay thế chỉ được sử dụng với một tỷ lệ nhất định, không được quá nhiều, nếu không, sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng và tính chất đặc trưng của bia

Do nước ta là nước nông nghiệp, gạo là loại nông sản phổ biến và giá rẻ, thành phần hóa học tương ứng với thành phần hóa học của malt trước khi lên mầm vì vậy gạo được chọn là nguyên liệu thay thế một phần malt

1.3 Thuyết minh quy trình sản xuất bia ở trang 6 [5]

1.3.1 Nghiền malt, gạo [5]

 Mục đích:

Làm giảm kích thước nguyên liệu, tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần trong nội nhủ của hạt nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh và triệt để hơn

Có 3 giải pháp nghiền: nghiền malt ở trạng thái khô, nghiền có phun hơi nước vào hạt, và nghiền malt cùng với nước Ở nhà máy bia Vinaken thì sử dụng phương pháp nghiền khô

 Nguyên tắc nghiền :

 Đối với malt : Cấu tạo của hạt malt gồm vỏ và nội nhủ, hai hợp phần này khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, hóa học cũng như chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch đường

Vỏ gồm: cellulose, lignin, các hợp chất polyphenol, các chất đắng Cellulose và lignin không tan trong nước, không bị biến đổi dưới tác dụng của enzyme trong malt Các hợp chất còn lại có thể hòa tan vào trong nước và đi vào thành phần dịch đường, sẻ làm cho bia có vị đắng chát, khó chịu Đây là những thành phần không mong muốn trong bia, nên không cần phải nghiền mịn malt để trích ly tận thu các chất này Ngoài

ra, khi vỏ trấu không bị nghiền nát nó sẻ tạo thành lớp lọc rất tốt, hổ trợ quá trình lọc dịch đường sau đó Vì vậy không nên nghiền mịn, ngược lại, bảo toàn nguyên vỏ hạt malt bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu

Nội nhủ gồm: tinh bột, dextrin, đường, protein, và nhiều hợp chất khác Các thành phần này cung cấp chất hòa tan chủ yếu cho dịch đường nên phần nội nhủ cần được nghiền mịn; nhưng nếu quá mịn thì dễ làm tắc lớp lọc, cản trở việc lọc sau này

Phương pháp nghiền malt là nghiền khô Sau khi nghiền, malt được cho vào bồn nước để làm ẩm malt, nước hòa trôn với malt khô tạo thành hổn hợp ( tỉ lệ malt : nước

là 1 ; 1,5) Sau đó sẻ được bơm lên nồi nấu malt

 Đối với gạo:

Do hạt gạo không qua quá trình ươm mầm nên cấu trúc của tinh bột trong gạo chưa bị phân hủy, hạt tinh bột còn rất cứng nên muốn tăng hiệu suất trích ly thì gạo cần được nghiền mịn Sau đó phải tiến hành hồ hóa tinh bột ở nhiệt độ cao Tương tự malt, sau khi hòa trộn nước với hỗn hợp nước bột gạo cũng được bơm lên nồi hồ hóa (tỉ lệ gạo : nước là 1: 3)

1.3.2 Quá trình đường hóa [1],[5]

 Mục đích :

+ Trích ly các chất chiết từ malt và bột gạo vào nước

+ Góp phần tạo màu cho bia

+ Thủy phân các chất có phân tử lượng lớn như tinh bột, protein thành các chất có phân tử lượng nhỏ như dextrin, đường để hòa tan vào nước, cung cấp chất dinh dưỡng

và cơ chất cho nấm men hoạt động chuyển đường thành rượu etylic Quá trình thủy phân tinh bột, protein chủ yếu nhờ vào hệ enzyme có sẳn trong malt, ngoài ra, có thể

bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme nếu cần thiết

 Các quá trình đường hóa nguyên liệu:

 Thủy phân bởi enzyme:

Phân cắt amylose, amylopectin, dextrin bậc cao và tinh bột thành đường đơn giản, dextrin bậc thấp dể hòa tan vào nước, trở thành chất hòa tan của dịch đường Trong phản ứng này tinh bột, dextrin đóng vai trò cơ chất, còn chất xúc tác là nhóm enzyme amylase có sẵn trong malt

Sản phẩm chính của quá trình này là: dextrin, maltose và một lượng đáng kể glucose

 Thủy phân hemicellulose và một số chất khác:

Dưới tác dụng của của hệ enzyme fitase của malt dẩn tới sự thủy phân hemicellulose và một số chất khác của nguyên liệu tạo thành glucose

 Thủy phân protein:

Song song với quá trình đường hóa, dưới tác dụng của enzyme protease, protein bị thủy phân thành peptide và các acid amin

 Kết lắng và biến tính protein:

Ở điều kiện nhiệt độ cao các protein bị biến tính và một phần protein bi đông tụ, đây là quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia, vì protein bị biến tính và kết lắng thì chúng dễ bi loại khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia, tức giảm khả năng gây đục

1.3.3 Quá trình nấu [1], [5]

Trong trường hợp sử dụng thế liệu (điển hình là bột gạo) với tỉ lệ thấp (5% - 10%) thì thế liệu và malt sẽ nấu chung nồi Nếu tỉ lệ thế liệu cao thì phải nấu 2 nồi : nồi nấu bột gạo và nồi nấu malt

 Hồ hóa:

Gạo sau khi được xay mịn và vận chuyển đến thiết bị phân phối để tiến hành trộn với nước ấm 320C theo tỉ lệ 1;3 Sau đó hỗn hợp bột gạo – nước sẽ được bơm sang nồi nấu, bật cánh khuấy của nồi để bột gạo không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy khét và vón cục, đồng thời bổ sung thêm malt lót lần 1 vào, tỷ lệ malt lót là 10% so với trọng lượng gạo Thêm malt lót vào giúp cho sự hồ hóa tinh bột

dễ dàng hơn, vì trong malt có hệ enzyme amylase, đặc biệt là ở giai đoạn đầu có

hơn, làm cho nồi gạo không bị vón cục, tránh khê, khét Ngoài ra, còn bổ sung thêm acid lactic, việc thêm acid lactic vào giai đoạn này là điều chỉnh pH của nồi cháo và pH của dịch đường sau này, lượng acid lactic cho vào để đảm bảo cho pH của hồ cháo sau khi nấu xong khoảng 5,2- 5,6 Tiếp tục nâng nhiệt độ nồi bột gạo lên 720C và giữ nhiệt độ này trong vòng 20 phút, lúc này các enzyme trong malt lót hoạt động xúc tác cho sự thủy phân liên kết 1 – 4 glucoside, sản phẩm chủ yếu

là dextrin ở bất kì đầu không khử của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1 -6 glucoside, sản phẩm chủ yếu là dextrin, một ít maltose và glucose Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 850C và duy trì nhiệt độ này trong vòng 15 phút để tiếp tục hồ hóa tinh bột Kết thúc giai đoạn này phần lớn tinh bột đã được hồ hóa , tuy nhiên ở nhiệt độ này phần lớn enzyme α – amylase đã vô hoạt Sau đó mở van hơi để hạ nhiệt độ xuống 720 C và giữ nhiệt độ này trong vòng 20 phút, đồng thời cho malt lót lần 2 vào để cung cấp thêm enzyme α – amylase giúp cho quá trình hồ hóa triệt để hơn Nhiệt độ tối ưu của enzyme này là từ 72-750 C, làm giảm độ nhớt của nồi cháo, giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn Tiếp theo nâng nhiệt độ lên

1000C trong thời gian 20 phút để hồ hóa hoàn toàn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa sau này

 Đạm hóa:

Sau khi malt được hòa vào với nước thì hỗn hợp được nâng nhiệt độ lên 520C, giữ ở nhiệt độ này khoảng 20 phút Cùng với việc bổ sung axit lactic để điều chỉnh pH, thường thì pH lý tưởng cho enzyme protease hoạt động là 5,2-5,6

Quá trình đạm hoá làm cho protein bị thủy phân thành albumose, peptone, peptide, và các acid amin

Mặc dù sản phẩm thủy phân protein chiếm tỷ lệ không cao ( khoảng 5-6%), trong các chất hòa tan trong dung dịch đường, nhưng nó lại đóng vai trò quan trọng quyết định đến chất lượng của bia vì các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử lượng thấp như peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm

men trong giai đoạn lên men etylic Còn các sản phẩm thủy phân có khối lượng phân tử trung bình như albumose, peptone, peptide sẻ tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và làm bền bọt cho bia Tuy nhiên, các phân tử protein nếu chưa được thủy phân trong quá trình nấu, sẽ là nguyên nhân làm đục bia sau này

Sau giai đoạn đường hóa kết thúc ở nồi gạo cũng là thời điểm bước sang giai đoạn đường hóa ở nồi malt Toàn bộ dịch ở nồi gạo được bơm sang nồi malt tạo thành hỗn hợp có nhiệt độ 650C, giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 45 phút Cùng với pH được điều chỉnh bằng acid lactic ( pH = 5,4_5,6) là pH tối ưu cho enzyme β_ amylase hoạt động enzyme này bắt đầu cắt liên kết α_1.4glycoside của tinh bột trong quá trình dịch hóa từ đầu không khử và mổi đoạn cắt gồm hai gốc glucose, tức là phân tử maltose Thời gian đường hóa kéo dài khoảng 30 phút nhằm thu được nhiều đường maltose Kết quả của quá trình đưởng hóa là 50% maltose được tạo thành và là nguyên liệu cho quá trình lên men etylic sau đó Ngoài đường maltose còn có các đường glucose, fructose

Sau đó hỗn hợp malt được tăng nhiệt độ lên 720 C, giữ trong 30 phút, đây là điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân tinh bột thành dextrin, maltodextrin, một ít glucose Dưới sự xúc tác của enzyme α- amylase thì tinh bột còn sót sẻ bị thủy phân để tạo thành các đường đơn, các dextrin có khối lượng phân tử thấp Cuối cùng hổn hợp được tăng nhiệt độ lên 760C để thuận lợi cho quá trình lọc, giữ nhiệt độ này trong vòng

5 phút rồi bơm sang nồi lọc

1.3.3.1 Sản xuất bia BIGMAN đóng chai thủy tinh [5]

 Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu:

Bảng 1.2: Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu bia BIGMAN đóng chai

thủy tinh

Nguyên liệu Số lượng Malt đại mạch 650-700 kg Bột gạo 230 kg Houblon (10%) lần 1 600-800g

 Giai đoạn hồ hóa:

Bột gạo nhận được sau khi nghiền, được trộn chung với nước theo tỷ lệ (2,5 – 3 lít nước/ 1kg gạo) và bơm lên nồi đường hóa Đồng thời cánh khuấy được bật để tránh hiện tương cháy khét và vón cục

Khi nhiệt độ nồi hồ hóa đạt khoảng 350 C, tiến hành bổ sung thêm CaCl2 nhằm điều chỉnh pH, tăng nhanh khả năng kết lắng của nấm men sau này tránh thoái hóa Sau

đó bổ sung thêm dung dịch H2SO4 20% (100ml) Và vì dung thế liệu gạo nên lượng enzyme cũng được để bổ sung nâng cao hiệu quả thủy phân tinh bột

Nâng nhiệt độ từ từ lên tới 720 C, duy trì nhiệt độ này 10 – 20 phút Trong khoảng thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên, làm tăng độ nhớt của dịch tinh bột Ở nhiệt độ này enzyme α-amylase phân cắt liên kết 1,4 – glucoside bất kì của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1,6 – glucoside Sản phẩm thủy phân chủ yếu

là dextrin, maltose và glucose Lúc này tinh bột đã được dịch hóa một phần

Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 830 C, giữ ở nhiệt độ này khoảng từ 5-7 phút để tiếp tục

hồ hóa tinh bột và sau giai đoạn này phần lớn tinh bột được hồ hóa, tuy nhiên ở nhiệt

độ này phần lớn enzyme α- amylase đã vô hoạt

Tiếp tục dung nước để hạ nhiệt độ xuống 720C và tiến hành cho malt lót (khoảng 5-7%) để cung cấp thêm enzyme α- amylase giúp cho quá trình đường hóa tinh bột triệt để hơn, vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 72-750C, làm giảm độ nhớt của nồi cháo giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn

Cuối cùng, nâng nhiệt độ lên 1000 C và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 15-30 phút nhằm thanh trùng và vô hoạt enzyme Đây là giai đoạn tạo tiền đề thuận lợi cho quá trình đường hóa và lọc sau này

 Giai đoạn đạm hóa:

Malt đã nghiền, trộn chung với nước và bơm vào nồi đường hóa theo một đường ống với áp lực cao để tiến hành đạm hóa Nhiệt độ malt được nâng từ từ lên tới 520C, duy trì trong khoảng 10 phút Ở nhiệt độ này phát huy tác dụng của enzyme protease phân cắt liên kết peptide, thủy phân protein thành hợp chất peptid thấp phân tử và các acid amin Lúc này kết thúc quá trình đạm hóa, chuẩn bị hội cháo

 Giai đoạn đường hóa:

Đường hóa là quá trình chuyển tối đa những glucid không hòa tan dự trữ trong malt, thông qua các hệ thống enzyme amylase có sẵn trong hạt malt bằng con đường thủy phân

Mục đích quá trinh đường hóa là chiết tối đa các chất có thể hòa tan trong nguyên liệu và thủy phân các chất có phân tử lượng cao, tạo thành những chất đơn giản, hòa tan được với nước tạo thành dịch đường hóa

Sau khi hồ hóa và đạm hóa, tiến hành đường hóa hay hội cháo

Tiến hành bơm dịch từ nồi hồ hóa sang nồi đạm hóa (tránh bơm ngược lại sẽ gây

vô hoạt enzyme do nhiệt độ tăng đột ngột) Lúc này nhiệt độ sau hội cháo là 650C, duy trì nhiệt độ này khoảng 20-40 phút, tạo điều kiện tối thích cho β – amylase hoạt động Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 750 C, duy trì trong vòng 10 – 30 phút Ở nhiệt độ này enzyme α- amylase phân cắt liên kết 1,4 –glucoside và sản phẩm tạo thành chủ yếu là

glucose, maltose, dextrin Giai đoạn này dung iod để tinh bột còn sót lại trong dịch đường

Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 760C, lúc này độ nhớt của dịch đường giảm và thuận tiện cho quá trình lọc và tách bã được dễ dàng hơn

1.3.3.2 Đối với bia tươi [5]

Bảng 1.3: Thành phần nguyên liệu cho một mẻ nấu bia tươi

Nguyên liệu Số lượng

Nâng nhiệt độ từ từ lên tới 720 C, duy trì nhiệt độ này 10 – 20 phút Trong khoảng thời gian này hạt tinh bột sẽ bắt đầu hút nước và trương nở lên, làm tăng độ nhớt của dịch tinh bột Ở nhiệt độ này enzyme α-amylase hoạt động Và sản phẩm thủy phân chủ yếu là dextrin, maltose và glucose Lúc này tinh bột đã được dịch hóa một phần

Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 830 C, giữ ở nhiệt độ này khoảng từ 5-7 phút để tiếp tục

hồ hóa tinh bột và sau giai đoạn này phần lớn tinh bột được hồ hóa, tuy nhiên ở nhiệt

độ này phần lớn enzyme α- amylase đã vô hoạt

Tiếp tục dùng nước để hạ nhiệt độ xuống 720C và tiến hành cho malt lót (khoảng 5-7%) để cung cấp thêm enzyme α- amylase, giúp cho quá trình hồ hóa triệt để hơn và thủy phân tinh bột sâu hơn vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là 72-750C, làm giảm độ nhớt của nồi cháo giúp cho quá trình đun sôi dễ dàng hơn

Cuối cùng nâng nhiệt độ lên 1000C và giữ nhiệt độ này trong khoảng 15-30 phút nhằm thanh trùng và vô hoạt enzyme, đồng thời giúp tinh bột được hồ hóa hoàn toàn hơn Đây là giai đoạn tạo tiền đề thuận lợi cho quá trình đường hóa và lọc sau này Khi nồi cháo đạt khoảng 900C thì nồi malt bắt đầu hoạt động

 Giai đoạn đạm hóa:

Malt đã nghiền, trộn chung với nước và bơm vào nồi đường hóa (theo đường ống với áp lực cao) để tiến hành đạm hóa Nhiệt độ môi trường được nâng lên từ từ lên tới

520C, duy trì trong khoảng 10 phút Ở nhiệt độ này enzyme protease hoạt động phân cắt liên kết peptide, thực hiện thủy phân protein thành hợp chất peptin thấp phân tử và các acid amin Lúc này kết thúc quá trình đạm hóa, chuẩn bị hội cháo

 Giai đoạn đường hóa:

Sau khi hội cháo, quá trình đường hóa xảy ra Lúc này nhiệt độ nồi malt tăng lên

640C, nhiệt độ được duy trì trong vòng 40 phút tạo điều kiện cho enzyme β- amylase hoạt động

Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 720C, duy trì trong vòng 30 phút Lúc này tinh bột được thủy phân hoàn toàn thành đường đơn, dextrin

Cuối cùng tăng nhiệt độ lên 760C tạo điều kiện cho quá trình lọc, tách bã malt

1.3.4 Lọc dịch đường và rửa bả [1], [5], [6]

+ Tách pha lỏng ( dịch đường) ra khỏi hổn hợp để chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, pha rắn ( bả malt) bị loại bỏ ra ngoài

+ Rửa bả để tận thu chất chiết còn sót trong bả

 Cách thực hiện:

Thiết bị lọc và nồi lọc, đáy bằng với màng lọc là lớp bã Trước khi tiến hành lọc, thiết bị lọc được rửa thật kĩ bằng nước

Sau đó bơm cháo sang thiết bị lọc bằng bơm li tâm Trong thời gian bơm cháo

hệ thống dao cào được hạ thấp và cho quay để giàn đều bã trên mặt đáy, Sau khi cháo được bơm hết bơm hết qua màng lọc thì hệ thống này được nâng lên cao để yên khối cháo trong 30 phút; tạo điều kiện để bã kết lắng tạo thành lớp lọc phụ Kết lắng đầu tiên là những phần tử nặng nhất Lớp kết lắng cuối cùng là những phần tử nhẹ nhất, có kích thước nhỏ nhất và lớp này được gọi là bùn trên

Dịch đường xả ra lúc đầu còn rất đục, nên phải bơm hồi lưu trở lại nồi lọc Quá trình bơm hồi lưu thực hiện khoảng15 phút, sau đó thì dịch đường sau lọc bắt đầu trong

Sau khi lọc xong , bã malt được rửa bằng nước nóng 75-780C Ở nhiệt độ này thích hợp cho việc tiếp tục đường hóa lượng tinh bột đã đươc hồ hóa còn sót lại

Nếu nhiệt độ của nước rửa thấp hơn thì tốc độ chảy của dịch rửa bã chậm, kéo dài thời gian lọc và hiệu quả trích ly thấp Nếu nhiệt độ của nước rửa cao thì sẻ hồ hóa tinh bột còn sót lại trong bã, làm tăng độ nhớt của dịch rửa bã, kéo dài thời gian rửa bã

và đây cũng là nguyên nhân chính làm đục dịch đường Dịch đường trong được bơm ngay sang thiết bị đun houblon

1.3.5 Đun sôi dịch đường với houblon [1], [5]

 Mục đích:

+ Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nito và các thành phần khác của houblon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm diệu của hoa - đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này

+ Vô hoạt enzyme còn sót lại

+ Kết tủa protein kém bền nhiệt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phẩn của dịch đường

+ Điều chỉnh nồng độ chất khô của dịch đường

+ Thanh trùng dịch đường, góp phần tiêu diệt vi sinh vật cho dịch đường trước khi lên men bia

+ Tách một số hợp chất dể bay hơi ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia

 Các quá trình xảy ra trong quá trình houblon hóa:

 Trích ly và hòa tan chất đắng vào dịch đường:

Chất đắng của houblon có độ hòa tan ở trong nước rất thấp, trong dịch đường thì càng lại kém hơn Trong hai cấu tử acid đắng thì α_ acid có độ hòa tan khá hơn và là nguồn đắng tạo ra vị đắng cho bia Khi tăng nhiệt độ của dung môi thì khả năng hòa tan acid đắng và khả năng hòa tan của chúng rất nhạy cảm đối với pH môi trường

với huoblon để protein kết tủa và lọc tách protein khỏi dung dịch trước khi lên men là cần thiết

 Sự tăng độ màu của dịch lên men:

Màu sắc của dịch đưởng trước và sau khi houblon hóa chủ yếu là do nguyên liệu malt quyết định Tuy nhiên trong quá trình nấu và houblon hóa đả làm tăng thêm độ màu của dịch đường do các phản ứng melanoidin, chất màu của hoa tạo nên Dịch đường càng đặc khi đun sôi màu của nó càng đậm, pH càng cao và thời gian đun càng lâu thì cường độ màu của dịch đường càng tăng

Nguyên tắc tách cặn dựa vào lực hướng tâm Dịch đường được đưa vào theo phương tiếp tuyến với tốc độ lớn, nhờ đó tạo ra lực hướng tâm làm cặn lắng bị hút vào tâm thùng và lắng xuống đáy Khi nhiệt độ hạ xuống 900C, thì dịch đường được bơm sang thiết bị làm lạnh nhanh, còn cặn lắng bị nén chặt ở đáy thùng, được dội nước để thải ra ngoài

Thời gian lắng khoảng 20 phút

1.3.7 Làm lạnh trước khi lên men bia [1], [5]

Các quá trình hóa lý xảy ra trong khi làm lạnh:

 Sự hòa tan oxy vào dịch lên men:

Dịch đường hấp thụ oxy suốt cả quá trình làm lạnh, tuy nhiên trong dịch đường nóng oxy liên kết hóa học với các chất trong dịch đường Còn ở nhiệt độ thấp, khi nhiệt

độ dịch đường < 400C, oxy không khí sẽ hòa tan vào dịch đường và không có liên kết hóa học Sự hòa tan của oxy vào dịch đường ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ, còn phụ thuộc bề dày lớp dịch đường, sự chuyển động nồng độ dịch đường

 Sự bay hơi nước:

Khi làm lạnh dịch đường có một lượng nước nhất định bay hơi Do đó thể tích của dịch lên men sẻ giảm và nồng độ chất khô tăng Nếu thiết bị kín thì nồng độ chất khô tăng khoảng 0,1%, nếu thiết bị hở thì nồng độ chất khô có thể tăng 0,4-1m2%

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + Q

vào thành phần của dịch lên men Một số thành phần hòa tan đã bị lắng xuống và hòa tan cùng với sinh khối của nấm men Sau khi cấy giống nấm men vào nước nha, bắt đầu tính thời gian lên men Có thể chia quá trình lên men chính làm 4 giai đoạn Giai đoạn 1 (khoảng 2 ngày đầu): nấm men bắt đầu nảy chồi và, phát triển mạnh dần và sinh khối tăng cực đại Giai đoạn 2 (2 ngày kế tiếp): sự lên men chuyển từ hiếu khí (để tăng sinh khối nấm men) sang lên men kỵ khí (tạo CO2 và ethanol) Giai đoạn 3 (2-3 ngày tiếp theo), là thời kì lên men mạnh nhất Giai đoạn 4 ( 1-2 ngày cuối cùng của giai đoạn lên men chính): sinh khối nấm men, cùng thành phần keo tụ của protein, tanin, nhựa đắng houblon, …lắng xuống đáy thùng lên men

1.3.8.2 Lên men phụ [1], [5]

Là giai đoạn lên men lượng đường còn lại ( chủ yếu là maltose), bảo hòa CO2, cho bia, ổn định hương vị, độ trong sản phẩm đồng thời thực hiện quá trình chín của bia, đồng thời đưa môi trường về nhiệt độ thấp để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật lạ Thời gian lên men phụ khoảng 15-35 ngày

Cả hai quá trình lên men chính và phụ được thực hiện trong cùng một thiết bị tank outdoor (TOD)

 Tiến hành lên men chính :

Lên men trong thiết bị hình trụ bằng inox, đáy và nắp hình chỏm cầu Dịch đường sau khi làm lạnh được chuyển vào thùng lên men Dịch nấm men giống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc với môi trường và nhanh bước vào giai đoạn lên men đầu

Trong quá trình lên men chính, nhiệt độ được thực hiện ở 8-100C nhờ vào sự làm lạnh của các tác nhân cồn Bồn lên men được phân làm 3 vùng, giúp tạo sự đối lưu nhiệt khi cần thiết mà không cần hệ thống khuấy trộn

CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẻ hòa tan vào bia non một phần Độ hòa tan của CO2 vào bia non sẻ tăng khi nhiệt độ giảm Do đó để bảo đảm lượng CO2 hòa tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kì cuối của quá trình lên men hạ xuống còn khoảng

50C, hàm lượng CO2 trong bia non sẻ đạt 0.1%

Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men ban đầu và nhiệt

độ lên men, thường khoảng 6-8 ngày Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lên men giảm đi từ khoảng 0.2%/ ngày đêm

 Tiến hành lên men phụ:

Các quá trình sinh lý, hóa sinh, hóa lý xảy ra hoàn toàn giống như ở giai đoạn lên men chính nhưng với tốc độ chậm hơn, do nhiệt độ môi trường hạ thấp

Nhiệt độ lên men phụ khoảng 0,5-20C, áp suất dư khoảng 0,5-1,8at Sau khi lên men được 24-48 h bắt đầu xả men ( cho đến hết len men)

Trong quá trình lên men phụ xảy ra quá trình oxy hóa khử một số thành phần của bia như andehyte, acid, các loại rượu, các chất màu, diaxetyl… đồng thời giữa chúng có các phản ứng về mặt hóa học, góp phần tạo nên hương vị của bia

Trong quá trình này một số nấm men bị chết và tự phân hủy bởi các enzyme protease có sẳn trong tế bào nấm men Sản phẩn tự phân là các peptid, các acid amin,

và một vài thành phần của acid nucleic Chính các sản phẩm tự phân này có ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng của bia

Quá trình lên men phụ thực hiện từ 18-20 ngày

1.3.9 Lọc [1]

Quá trình này nhằm tách cặn lơ lửng, tách các tế bào nấm men sống và đã chết trong bia để tăng giá trị cơ học, ổn định thành phần cơ học, làm tăng độ bền sinh học của bia Dịch sau khi lọc có màu vàng trong suốt Nhiệt độ tiến hành lọc bia khoảng 0 –

20 C Ở nhiệt độ này các cặn rắn kết khối làm tăng hiệu quả lọc

 Mục đích:

Để loại các hạt nhỏ bé như tế bào nấm men, protein, các chất kết tủa từ houblon…làm bia đạt được độ trong cần thiết, tăng độ bền keo, độ bền sinh học cho sản phẩm

 Cách tiến hành:

+ Bia được lọc bằng thiết bị lọc với chất trợ lọc là bột diatomit

+ Đầu tiên, bột diatomit được trộn với nước vô trùng theo ti lệ nhất định và tạo thành một dung dịch huyền phù Sau đó, dung dịch huyền phù được bơm vào máy lọc ép để tạo một lớp diatomit trên vải lọc tiếp theo, bia được lọc qua lớp diatomit này Nếu bia

đi ra còn đục thì phải bơm ngược trở lại thùng phối liệu, bia trong được đưa vào thùng chứa Áp suất lọc của thiết bị là 1,2-1,3at

1.3.10 Bia sản phẩm [5]

1.3.10.1 Bia BIGMAN đóng chai thủy tinh [5]

Bão hòa CO2 [5]

 Mục đích:

Bảo hòa CO2 để bia hàm lượng CO2 cần thiết nhằm tăng chất lượng cảm quan, của sản phẩm, đồng thời chống oxi hóa, chống kết lắng và tạo môi trường tốt để bảo quản bia

 Phương pháp thực hiện

Sau khi lọc bia xong nhiệt độ của bia tăng lên 7 – 80C, cho nên thùng chứa bia để nạp CO2 phải có hệ thống nước muối bao quanh nhằm hạ nhiệt độ của bia non xuống 0 – 10C để CO2 được bia hấp thu tốt Bia được bơm vào thùng thép không rỉ dầy, chụi lực theo đường ống từ dưới để tránh sủi bọt, đến khi bia chiếm 80% thể tích thùng Khi đã bơm xong, đóng các van lại, mở van nạp CO2 vào thùng, CO2 trước khi đưa vào thùng

đã được xử lí qua bình chứa KMnO4 0,1%, bình chứa bong và than hoạt tính, áp suất nạp CO2 là 4 – 5kg/cm3 Thời gian tăng áp lực khoảng 15 – 30 phút giữ áp suất này trong vòng 12 giờ Để lượng CO2 nạp được tối đa người ta tiến hành nạp 2 – 3 lần Bia sau khi bảo hòa, CO2 cần phải đạt hàm lượng CO2 khoảng 3.5g/l

Thanh trùng bia [5]

Trong bia thành phẩm, sản xuất theo phương pháp thông thường, luôn luôn chứa ít,

nhiều các tế bào còn sống, bao gồm các nấm men thuần chủng và các vi sinh vật lạ khác Một số loại vi sinh vật ngoại lai như vi khuẩn axetic, một số mấm sợi, vi khuẩn thuộc nhóm coli và nhiều loại khác không thể phát triển được trong bia Nguyên nhân

là vì trong đó không có oxy, lại có hàm lượng etylic đáng kể, có mặt các chất đắng và

pH cũng tương đối thấp Nấm men , kể cả mấm men giống và một số loài men dại, vi khuẩn lactic thuộc nhóm sarcina và một số khác dễ dàng phát triển trong bia Khi có điều kiện , như có mặt O2

Thanh trùng là phương pháp làm ức chế, tiêu diệt các vi sinh vật, nấm sợi, nấm men còn sót lại Nhiệt độ thanh trùng là 70-720 C Nhưng thanh trùng bia có thể dẫn đến sự thay đổi bất lợi cho hương, vị và màu sắc của sản phẩm Ngay sau khi thanh trùng, những sự thay đổi đó rất khó khăn nhận ra, nhưng sau thời gian bảo quản dài thì chúng

lộ rõ Ngoài ra thanh trùng bia cũng dẫn đến tạo đục dạng keo cho sản phâm Vấn đề này phụ thuộc vào thành phần protein còn sót của bia, nhiệt độ thời gian đun nóng Protein là chất cao phân tử là những thủ phạm chính gây đục dạng keo trong giai đoạn thanh trùng bia Ở một mức độ nào đó, các hợp chất polyphenol ngưng tụ cũng góp phần vào việc làm hỏng bia Khi trong bia có mặt đồng thời 2 thành phần này, chúng

dễ dàng tạo nên kết tủa

Để loại trừ hoặc làm giảm bớt các hậu quả ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm do quá trình thanh trùng gây ra, thì bia phải được sản xuất theo chế độ công nghệ nghiêm ngặt Điều cần thiết trước nhất là ở giai đoạn sản xuất dịch đường; quá trình đường hóa và thủy phân cần đạt mức sâu và hoàn toàn Lên men chính, lên men phụ và tàng trữ bia phải tiến hành ở nhiêt độ thấp và phải kéo dài thời gian đủ mức cần thiết Tiến hành lọc bia hai lần và làm lạnh sâu (đến 0 độ C) trước khi lọc, thực hiện quá trình này trong hệ thống kín tránh tiếp xúc với oxy là những giải pháp bắt buộc thực hiện Ngoài những vấn đề nêu trên, bia cần phải được làm ổn định thành phần bằng cách xử lý với các chất hấp phụ, các chất kết lắng, các chế phẩm enzyme protease và các chất chống oxy hóa

+ Thiết bị thanh trùng được sử dụng là thiết bị turnel phun tự động

+ Chế độ thanh trùng: 70-720 C thời gian khoảng 30 giây

Chiết bia vào chai [5]

Có vai trò quan trọng, cần bảo đảm không làm tổn thất bia, toàn bộ các chai đều phải được rót đủ số lượng, tránh tạp nhiễm vi sinh vật, sự xâm nhập của oxy, sự tổn thất CO2

Chai chiết bia được dùng là các chai thủy tinh màu xanh nhạt, hoặc màu cà phê Thành của chai phải nhẵn, độ dầy của vỏ phải đồng đều, không được phép có các bong bóng khí Đáy của chai phải bằng hoặc lõm Yêu cầu quan trọng đối chai là chụi được

áp suất cao, cực đại là 10 kg/cm2 ở nhiệt độ 100 độ C

Chai dùng để chiết bia có thể tích rất khác nhau, thông thường là 0.33, 0,5 , 0,7 lít

Hình 1.7: Màu sắc các loại bia chai thủy tinh

Bia được chiết vào chai bởi máy chiết bia

1.3.10.2 Bia tươi [5]

Sau khi lọc thì bia tươi được chiết tại tank vào những bock 30 hoặc 50 lít

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của bia [1], [2], [4], [5], [6]

1.4.1 Chất lượng và vai trò của nguyên liệu [1], [2], [4], [5], [6]

1.4.1.1 Malt đai mạch [2], [4], [5], [6]

- Malt là nguyên liệu chính không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia,

là một trong những nguyên liệu quan trọng có vai trò quyết định đến chất lượng của bia thành phẩm Malt cung cấp vừa enzyme, vừa cơ chất cho quá trình đường hóa, tạo đường là cơ chất cho quá trình lên men etylic tiếp theo Ngoài ra, malt có nguồn protein quan trọng trong việc hình thành vị, ổn định bọt, cho sản phẩm bia sau này

- Malt chứa lượng enzyme khá lớn đặc biệt là amylase Do đó trong quá trình nấu bia các enzyme này sẽ thủy phân tinh bột thành đường cho quá trình lên men etylic sau này Ngoài ra Malt còn chứa một lượng lớn vitamin nhóm B cần thiết cho quá trình sản sinh nấm men

Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng: chứa 16 – 18% các chất có trọng lượng phân tử thấp dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn, dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt

có hệ enzyme phong phú,chủ yếu là protease và amylase

- Loại malt công ty Vinaken đang sử dụng để sản xuất bia nhập từ các nước như: pháp , Đức, …

 Quy trình sản xuất malt:

Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm đến một giai đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt) Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzyme trong đại mạch Hệ enzym này giúp chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan bền vững vào nước tham

gia vào quá trình lên men Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn

Quy trình sản xuất malt:

Hình 1.9: Quy trình sản xuất malt

- Ngâm đại mạch:

Hàm lượng ẩm trong hạt có được là tối thiểu, chỉ đủ để duy trì sự sống “tỉnh” của phôi mầm, chứ không đủ để phôi mần phát triển, hạt nẩy mầm tốt , hạt cần hút thêm một lượng nước từ môi trường sự chuyển biến từ hạt đại mạch thành malt là kết quả của những quá trình sinh hóa và các quá trình khác xảy ra trong hạt Do vậy ngâm đại mạch là quá trình đầu tiên và rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến thời gian ươn mầm và hao phí chất khô trong quá trình sản xuất malt, do đó ảnh hưởng đến

+ Mục đích của quá trình ngâm:

Ngâm hạt đại mạch nhằm cung cấp nhằm cung cấp một lượng nước tự do từ môi trường ngoài, tạo điều liện cho phôi mầm phát triển ở điều kiện nhiệt độ, độ ẫm thuận lợi, các hệ enzyme có sẵn trong hạt từ trảng thái “tĩnh” sẻ trở về trạng thái

“động” và tham gia vào quá trình phá vở các hợp chất hữu cơ ở dạng đại phân tử (polyme) như: tinh bột, pentoza, protein …tạo ra hợp chất dinh dưỡng hòa tan đễ nuôi phôi phát triển

+ Các biến đổi quá trình ngâm

Lượng nước tự do thẩm tích vào bên trong hạt lam cho thể tích , khối lượng hạt tăng lên , hạt mềm hơn và dễ thủy phân hơn Nhũng chất trong hạt sẽ dễ dàng hòa tan và được vận chuyển đến cung cấp cho cơ quan phôi mầm, từ đó phôi mầm sẽ từ

từ phát triển Đồng thời, ở điều kiện nhiệt độ, dộ ẩm, pH thuận lợi thì các hệ en zym

có trong hạt o trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần sang trạng thái “động” và bắt đầu tham gia vào quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ Trừ ở dạng đại phân tử

(polymer) như tinh bột, protein, pentozan,… tạo ra những chất hòa tan để nuôi mầm phát triển

+ Các yếu tố ảnh hưởng:

Ảnh hưởng nhiệt cùa nước ngâm: trong một giới hạn nhất định nếu nhiệt độ nước ngâm càng tăng thì tốc độ hút nước càng nhanh và ngược lại Nhiệt độ tối ưu của nước ngâm đại mạch là 10- 120C, nếu nhiệt độ thấp hơn 100C thi mầm sẽ phát triển rất yếu, còn nếu nhiệt độ lớn hơn 150C thì lại làm cho các vsv gay thối (chủ yếu) phát triển mạnh, dồng thời sự hô hấp của hạt cùng các quá trình sinh–hóa trong hạt tăng nhanh thất thường, do đó làm giảm khả năng nảy mầm của hạt

Ảnh hưởng của OXI trong nước ngâm: tùy thuộc vào kích thước hạt và thông

thoáng nhân tạo đối với nước ngâm và mà có ảnh hưởng khác nhau tới thời gian ngâm Ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm trong nước, thì OXI là cường độ ảnh hưởng đến quá trình hô hấp, giúp giải phóng năng lượng cần thiết cho quá trình

phát triển của mầm Do đó việc cung cấp OXI cho nước ngâm càng đầy đủ và đều đặn thì sự hút nước của hạt càng thuận lợi, đồng thời sự phát triển của mầm cũng đều hơn

Ảnh hưởng của thành phần hóa học và cấu trúc của các thành phần khác trong hạt: bản thân của thành phần hóa học của nước ngâm cũng ảnh hưởng trực tiếp đến vận tốc hút nước của hạt Thực tế, cho thấy sự thay đổi của thành phần hóa học trong hạt đại mạch trong khi ngâm là không đáng kê, một phần glucid bi tôn thất cho quá trình hô hấp của hạt, một lượng nhỏ của các chất khuếch tán vào nước ngâm như đường, chất khoáng, pentozan, … tổng trọng lượng tổn thất này khoảng 1% chất khô Thông thường nước ngâm có PH nghiên về acid thì dễ hòa tan các thành phần tannin hoặc chất đắng trong vỏ malt, gây ảnh hưởng xấu đến mùi vị, màu sắc của bia sau này Để hạn chế điều này đôi khi người ta dung nước hơi kiềm, trong hạt đại mạch cũng có một số chất kiềm hãm hệ enzyme hô hấp, nó sẻ làm giảm khả năng hô hấp của hạt và làm yếu quá trình nẩy mầm, đó là sắc tố vàng acid-flavonic Tùy theo từng loại malt mà có mức độ ngâm khác nhau: đối với malt vàng thường có Wcb = 42-44%, đối với malt đen thì Wcb = 45-47%

- Phương pháp ngâm:

Phương pháp ngâm tưới phun: đây là phương pháp ngâm tốt nhất hiện nay Bằng phương pháp này ta có thể cung cấp liên tục, đầy đủ và đều lượng OXI cần thiết cgo hạt Thật chất của phương pháp này là: hạt trước khi ngâm được rửa sơ bộ

ở những thùng riêng, sau đó được đổ xuống màng lưới chuyển động thành từng lớp màng dày, màng lưới liên tục đi qua những vòi phun nước kiêu hoa sen, hạt được tưới liên tục và bảo hòa OXI giống như sương, cứ như vậy liên tục cho đến khi đạt

độ ẩm cần thiết Bằng phương pháp này, nếu ngâm ở 10-120C thì chỉ mất 48h, đồng thời mầm phát trine nhanh và mạnh, sau khi ngâm có khoảng 70% hạt đã nứt mầm, malt thu được chứa nhiều chất N hòa tan, đồng thời độ hoạt động của amylase và

o Ươm mầm:

Khi hạt đại mạch qua quá trình ngâm đã đạt đến độ ẩm cân bằng cần thiết cho sự lên mầm sẻ có những chuyển biến hóa – lý, sinh – hóa Khi đó nếu các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm và OXI đầy đủ thì phôi sẻ nẩy mầm và phát triển nhanh Có thể nói giai đoạn ươm mầm là giai đoạn quan trong nhất đê biến đôi hạt đai mạch thành malt

- Ươm mầm đại mạch trong công nghệ sản xuất bia nhằm mục đích:

+ Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzyme thủy phân tăng trưởng về khối lượng và cường lực xúc tác Giải phóng chúng khỏi trạng thái liên kết tạo điều kiện cho chúng phân cắt một lượng các chất cao phân tử thành các sản phẩm phân tử thấp Đồng thời phá vở thành tế bào là m cho hạt “mềm” ra tạo nên nhiều sự biến đổi cơ lý, hóa lý, hóa học trong thành phần hạt đại mạch

- Trong thời gian ươm mầm hạt đại mạch sẻ xảy ra những biến đổi sau:

+ Biến đôi sinh lý: sự phát triễn của phôi mầm liên quan đến sự hô hấp và quá trình tông hợp nên những chất mới

+ Biến đôi sinh hóa: những phản ứng thủy phân các chất dự trử trong nội nhủ liên quan tới các enzyme

+ Biến đổi hóa học: là tác dụng tương hổ của những sản phẩm sau thủy phân chất

dự trử cùng những hơp chất hòa tan của hạt, từ đó hình thành nên hương vị cảu malt + Biến đổi vật lý: là sự vận chuyển qua lại của các chất hòa tan (dinh dưỡng) giữa nội nhủ và phôi mầm

- Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ươm mầm:

+ Trong thời gian ươm mầm cần có sự kiểm soát chặt chẻ các yếu tố môi trường, đặc biệt là oxi, độ ẩm và nhiệt độ nhằm khống chế tổi thiêu của mầm và lá, đồng thời phải lại hoạt hóa tối đa các hệ enzyme và tổng hợp các hệ enzyme mới Chúng tác động mạnh đến các biến đôi sinh hóa trong nội nhủ, như vậy sẻ thu được malt có độ phân giải cao, rất có lợi cho các công nghệ tiếp theo