Quy trình sản xuất bia tại Nhà máy bia Vinaken

Thuyết minh qui trình 1. Nghiền

• Quá trình lên men

Các hợp phần này trong quá trình đường hóa dưới tác dụng của enzyme sẽ chuyển thành các hớp chất có phân tử lượng bé, dễ hòa tan và là nguồn thức ăn chính cho nấm mốc trong quá trình lên men. Tạo điều kiện tối thích về nhiệt độ, pH của môi trường để hệ enzyme thủy phân có trong malt phân cắt các hợp chất cao phân tử thành sản phẩm có phân tử thấp, hòa tan bền vững tạo thành chất chiết của dịch thuỷ phân và là nguồn dinh dưỡng cho nấm men trong quá trình lên men. Dịch phối trộn (gạo và nước) được bơm từ thiết bị chứa sau khi nghiền vào nồi gạo, bổ xung 250g CaCl2, 300ml H2SO4, tiến hành gia nhiệt đến 720C giữ trong 20 phút để cho hệ enzyme α- amylase hoạt động thủy phân tinh bột, tiếp tục gia nhiệt lên 830C giữ trong 10 phút để tinh bột được hồ hóa, dùng nước hạ nhiệt độ xuống 720C giữ trong 20 phút (bổ xung thêm 300ml enzyme termamyl) để tiếp tục thủy phân tinh bột, sau đó gia nhiệt lên 1000C giữ trong 10 phút nhằm thanh trùng dịch và vô hoạt enzyme.

Dịch phối trộn (malt và nước) được bơm từ thiết bị chứa sau khi nghiền vào nồi nấu malt, bổ xung 300ml acid lactic, gia nhiệt lên 500C giữ trong 10 phút để tạo điều kiện tối ưu cho enzyme protease hoạt động phân cắt các liên kết peptid, thủy phân protein thành peptid đơn giản và các acid amin. Quá trình đường hóa bắt đầu khi ta trộn dịch hồ hóa vào trong nồi malt lúc này nhiệt độ đạt 650C giữ nhiệt độ này trong 40 phút để cho hệ enzyme β- amylase xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết 1,4 glucocid theo từng cặp trên toàn mạch amylose và amylopectin sản phẩm tạo thành chủ yếu là maltose, tiếp tục gia nhiệt lên 750C giữ trong 30 phút để hệ enzyme γ- amylase xúc tác cho quá trình thủy phân liên kết 1,6-glucocid trên toàn mạch amyloseza và amylosepectin sản phẩm tạo thành chủ yếu là glucose, maltose. Nếu quá trình nghiền nguyên liệu là nghiền mịn, kích thước phân tử trong bột nghiền bé thì bã malt sẽ tạo thành lớp lọc nén chặt, kích thước các mương dẫn rất bé, các mương này rất dễ bị ngẽn khi có.

Mục đích của quá trình là để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nấm men hoạt động để chuyển hóa cơ chất thành rượu, CO2 và các sản phẩm phụ như rượu bậc cao, acid hữu cơ, diaxetyl…. Nếu nồng độ quá cao sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của nấm men, bởi vì khi nồng độ cao nó sẽ tạo nên áp suất thẩm thấu cao làm cho nguyên sinh chất của tế bào nấm men teo lại, điều này làm hạn chế khả năng trao đổi chất của nấm men, đến một lúc nào đó làm cho tế bào nấm men không hoạt động được, nếu nồng độ chất hòa tan thấp làm cho chất lượng của bia kém đi vì một số thành phần trong bia chưa đầy đủ. Cường độ khuấy trộn: cường độ khuấy trộn trong quá trình là hoàn toàn tự nhiên, không phải dùng cánh khuấy mà ta dựa vào sự chênh lệch nhiệt độ phía trên và phía dưới tank lên men mà chất lỏng tự chuyển động, khi chất lỏng chuyển động làm cho nấm men chuyển động theo và phân bố đều trong khối dịch, nấm men sẽ tiêu thụ cơ chất nhanh và triệt để hơn.

Lên men chính là quá trình chuyển chất đường và các dextrin có phân tử lượng thấp thành ethanol, CO2 và một số sản phẩm phụ khác như: acid hữu cơ, ester, glyceryl, aldehyd… nhằm tạo mùi vị cho bia. Trong giai đoạn này oxy rất cần cho sự phát triển của tế bào nấm men do vậy lượng oxy cần thiết hòa tan vào dịch đường được đảm bảo bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp với dịch đường trong thời gian làm lạnh (không khí được vô trùng bằng tia cực tím trước khi bơm vào dịch đường) hoặc cũng có thể sục khí vô trùng sau khi đã gieo men giống vào. Trên mặt bong bóng này hình thành một lớp hấp phụ đơn phân gồm những chất có sức căng bề mặt như protein, chất đắng, polyphenol… làm cho CO2 không thể thoát ra khỏi bề mặt của lớp trên cùng để thoát ra ngoài môi trường mà chúng lại bị hấp phụ lại với nhau tạo thành bọt.

- Giai đoạn hai (pha tăng sinh khối): ở giai đoạn này thì tốc độ sinh sản của nấm men đạt cực đại, sinh khối tăng mạnh, lượng cơ chất giảm với tốc độ mạnh từ 5,8-3,9 độ plato mỗi ngày. - Giai đoạn cuối (pha tử vong): số lượng tế bào nấm men chết tăng nhanh chất dinh dưỡng cạn kiệt tế bào già cỗi ở nhiệt độ 0-2oC và áp suất 1,4-1,5 at thì nấm men không phát triển nữa và men lắng xuống bắt đầu thu men. Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, bia được làm trong một cách tự nhiên nhưng chưa đạt đến mức độ cần thiết, màu bia vẫn còn rất đục do còn chưa nhiều nấm men, các hạt phân tán cơ học các phức chất protein- polyphenol, nhựa đắng… phần lớn các cấu tử này làm giảm độ bền của bia nếu chúng tồn tại, do đó ta cần loại bỏ chúng ra khỏi bia thành phẩm.

Hàm lượng vi sinh vật: hàm lượng vi sinh vật trong mẫu càng nhiều, để đạt được mức độ vô trùng theo quy định thì chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao hơn và thời gian dài hơn. Do đó việc hạn chế số lượng vi sinh vật ban đầu trong mẫu trước khi thanh trùng là rất cần thiết thông qua việc tuân thủ chặt chẽ các quy định trong sản xuất và vệ sinh công nghiệp.