Quy trình sản xuất bia: Nguyên liệu và ảnh hưởng của chúng đến chất lượng bia

Nguyên liệu 1. Nước

• Thế liệu

- Thường tồn tại dưới dạng Ca(HCO3)2 → ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia, do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hoá. - Gây tủa muối photphat trong dịch đường → làm giảm pH của dịch đường. - Tăng tính bền của α- amylase. tan tốt trong nước còn CaCO3 thì không) → ảnh hưởng đến pH. Tất cả những hạt ngũ cốc, nếu được ươm mầm với sự kiểm soát chặt chẽ của các điều kiện kỹ thuật (độ ẩm, nhiệt độ và mức độ thông gió), sử dụng trong công nghệ sản xuất bia đều có thể gọi chung là malt (như malt thóc, malt bắp, malt lúa mì…). Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô… sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc.

Nếu sử dụng thế liệu nhiều thì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật. Vì chất béo có trong phôi với hàm lượng khá cao nên thường làm giảm chất lượng của bia, giảm độ bền của bọt, khi bia bị oxy hóa thì cho mùi khó chịu. Có ảnh hưởng tốt đối với quá trình công nghệ, giúp cho dịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không bền, làm tăng độ bền vững keo của bia, đồng thời cũng làm kết tủa cả những phần protein bền, dẫn đến việc giảm khả năng tạo bọt của bia.

Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, đại bộ phận những cấu tử gây hương đều bay hơi hết, song một số cấu tử khác lại biến đổi, hình thành những sản phẩm mới bền hương hơn, tồn tại cùng những cấu tử hương bền để hình thành hương thơm houblon trong bia. Dạng cao: là sản phẩm được trích ly bằng dung môi hữu cơ, sau đó dùng các biện pháp để tách dung môi ra và thu được dung dịch cao houblon dạng sệt.

Phân giải tinh bột

Khi nhiệt độ nồi gạo đạt 88oC, nồi malt đến thời điểm bắt đầu xuống malt nhưng đường xuống bị nghẹt không xuống được. Ta phải hạ nhiệt độ nồi gạo xuống ở chế độ 72oC chờ đến khi nào xử lý xong sự cố nghẹt ở nồi malt và malt có thể xuống được. Trở lại gia nhiệt nồi gạo lên 100oC và chờ hội cháo qua nồi malt.

- Trên mạch amylopectin: bắt đầu từ tận cùng mạch nhánh (tức liên kết thứ 2 của α - 1,4 glucozid). Kết quả: khi thử với iod sẽ cho màu xanh và không biến màu trong thời gian khá lâu, sau đó sẽ chuyển sang màu tím và cuối cùng là màu cà phê. Hai enzyme cùng phân cắt một mảnh cơ chất nhưng ở những vị trí liên kết khác nhau.

Sản phẩm phân cắt của enzyme này là cơ chất của enzyme kia, nên sự đồng tác động sẽ đem lại hiệu quả cao so với tác động riêng rẽ. - Dextrin bậc cao tạo thành do tác động của β - amylaza lên amylopectin, sau đó nhờ α - amylaza tác động sẽ cho ra dextrin bậc thấp hơn. - Phần còn lại của tinh bột (gồm các liên kết α - 1,6 glucozid không bị tác động) gọi là dextrin tận cùng, có từ 5 – 6 gốc glucoza và nấm men không lên men được những dextrin này.

- Cắt phân tử axit phosphoric khỏi mạch amylopectin, làm cho quá trình hồ hoá tinh bột dễ dàng hơn. Protein → albumoza → polypeptid → pepton + acid amin Mặc dù sản phẩm thuỷ phân protein chỉ chiếm một hàm lượng nhỏ trong chất hoà tan của dịch đường (khoảng 5 ÷ 6%) nhưng chúng đóng vai trò khá quan trọng trong quá trình công nghệ,. - Các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử lượng thấp (peptit, axit amin): là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men.

- Các sản phẩm có phân tử lượng trung bình (albumoza, pepton, polypeptit): tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và giúp bia có khả năng giữ bền bọt. Tuy nhiên các sản phẩm có phân tử lượng cao thường là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng đục bia.

Sự phân giải protein

Thủy phân các

Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khuếch tán, nghĩa là sự chuyển động phân tử của chúng từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Khi hỗn hợp huyền phù đầy khung lọc, khí sẽ thổi vào tấm cao su làm chúng phồng ra tạo áp lực nén chặt khối cháo, khi đó khối cháo trong camera sẽ được lọc qua lớp vải lọc rồi theo các đường rãnh tập trung về van xả dịch. Nhiệt độ của dịch nha trong suốt quá trình lọc được giữ ổn định ở khoảng 76oC để giảm độ nhớt và tạo điều kiện cho enzyme thủy phân tiếp tục lượng tinh bột còn sót, nếu lọc ở nhiệt độ thấp hơn thì độ nhớt của dịch lọc cao, khó lọc.

Không nên dùng nước nóng hơn vì sẽ làm vô hoạt hệ enzyme amylase, tinh bột sót đã được hồ hóa nhưng không được đường hóa sẽ làm đục dịch đường và sản phẩm bia sau cùng sẽ khó trong. Việc giữ dịch nha ở bồn trung gian và duy trì ở nhiệt độ này giúp tạo cơ hội cho enzyme tiếp tục thủy phân tinh bột sót đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của vi sinh vật vào dịch nha. Trích ly các thành phần hữu ích của hoa houblon vào dịch đường ngọt: chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon để biến đổi dịch đường ngọt thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa – đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia sau này.

Polyphenol của hoa houblon khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các hợp chất protein cao phân tử để tạo thành các phức chất dạng màng nhầy. Dịch nha thu được sau quá trình houblon hoá chứa các chất cặn như: bã houblon, các protein, phức protein - polyphenol, các chất đắng kết tủa,… Nếu không loại chúng ra khỏi dịch nha, thì ở quá trình lên chính, các thành phần này sẽ kết lắng và làm bẩn nấm men, dẫn đến giảm hiệu quả của quá trình lên men hoặc gây khó khăn cho công đoạn thu hồi và xử lý nấm men. Dịch nha được bơm vào thùng lắng theo phương tiếp tuyến với vỏ thùng, ngay trước khi vào thùng lắng, đường ống đột ngột co thắt lại làm tăng tốc độ chuyển động của dịch nha vào bên trong thùng.

Bên cạnh đó, do thành phần cặn trong dịch nha có tính keo (protein, phức proein - polyphenol, bã houblon) nên trong quá trình lắng, chúng dễ dàng lôi kéo và tập hợp các thành phần cặn với nhau, tạo điều kiện cho quá trình lắng xảy ra tốt hơn. Việc để yên cho lắng trong 30 phút còn có tác dụng để ổn định mức chất lỏng trong thùng lắng, điều này giúp cho người vận hành tránh được sự nhằm lẫn khi quan sát mức chất lỏng ở trước và sau khi lắng. Khi thể tích dịch nha trong thùng còn 50 hl thì mở van đường ống nhỏ để tháo tiếp dịch nha cho đến hết, điều này để tránh cho sự xáo trộn lớp cặn ở gần đáy thùng.

- Cần phải hạ nhanh nhiệt độ dịch đường vì: Ở vùng nhiệt độ từ 40÷50oC rất dễ tạo cơ hội cho vi sinh vật ưa nhiệt xâm nhập vào dịch đường, gây chua cho dịch đường (như các loại vi khuẩn lactic, acetic.). Là loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (plate heat exchanger), được ứng dụng rộng rãi để thanh trùng hay gia nhiệt/làm lạnh các loại chất lỏng trong công nghệ sữa, thức uống, thực phẩm dạng lỏng hay nhớt. Sau khi trao đổi nhiệt, nước sẽ được giải nhiệt lại bằng 2 tháp giải nhiệt đặt ở ngoài trời trên sân thượng của phân xưởng, sau đó nó được bơm tuần hoàn trở lại để giải nhiệt lại nước nha.