L ỜI CẢM ƠN
3.2.7. Quá trình đun sôi dịch đường với houblon
3.2.7.1. Mục đích của đun sôi dịch đường với hoa houblon
Hòa tan chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị và màu cho bia,
Tiệt trùng dịch wort,
Làm bay hơi bớt nước, giảm pH để đưa dịch đường về nồng độ đường 13oPlato và pH = 5,3 thích hợp cho quá trình lên men,
Ở nhiệt độ cao polyphenol sẽ liên kết với protein tạo phức chất. Khi lắng xuống nó
sẽ kéo theo các mảng nhỏ li ti khác làm tăng độ bền sinh học của bia và độ trong của
dịch đường,
Polyphenol, chất đắng, chất chứa nitơ trong bia là những chất tạo sức căng bề mặt
có hoạt tính cao, tạo độ bền bọt trong bia,
Hình thành các hợp chất tạo hương, vị, màu cho dịch nha,
Bay hơi một số chất dễ bay hơi hình thành trong quá trình đường hoá.
3.2.7.2. Tiến hành đun sôi
Sau khi lọc, dịch đường thu được khoảng 7500 ÷ 7800 lít. Dịch đường được bơm qua
nồi chờ trước khi được bơm qua nồi đun sôi. Nồi chờ giúp ổn định dịch đường, đồng
thời nồi chờ được gia nhiệt nhẹ, tiết kiệm thời gian. Dịch đường trong nồi chờ được
gia nhiệt đến khoảng 90oC. Dịch đường được bơm qua nồi đun sôi thực hiện quá trình
đun sôi dịch đường với houblon.
Dịch đường tiếp tục được gia nhiệt, 10 phút trước khi dịch đường bắt đầu sôi bổ sung
một lượng caramel nhằm tăng độ màu của dịch đường. Đến khi dịch đường bắt đầu sôi (99,6 đến 1000C), bổ sung ZnCl2 và houblon cao vào nồi đun sôi tiến hành đun. Bơm tuần hoàn houblon cao trong 10 ÷ 15 phút để hoà đều lượng houblon cao và
ZnCl2 vào dịch đường. Houblon cao được cho vào nồi với thời gian dài nhằm tăng
hiệu suất trích ly chất đắng trong houblon cao. Khoảng 10 phút sau cho acid lactic vào, bơm tuần hoàn trong 2 phút. Acid lactic có tác dụng hạ pH dịch đường xuống
5,3 là pH thích hợp cho quá trình lên men. Tiếp tục đun, 20 phút trước khi dừng đun
cho houblon viên và caramel vào bình houblon 2 và bơm tuần hoàn 5 phút. Houblon
viên có hàm lượng tinh dầu thơm cao, có tác dụng tạo hương cho bia. Quá trình đun sôi được thực hiện trong 70 phút. Nếu thể tích bốc hơi không đạt thì có thể kéo dài thời gian đun, nhưng không được kéo dài quá 10 phút.
3.2.7.3. Quá trình hoà tan các thành phần của houblon
Quá trình hoà tan chất đắng: Hoa houblon chứa các α và β-acid đắng kém hoà tan. Khi
đun sôi các α-acid này sẽ hoà tan và đồng phân hoá tạo thành iso-α-acid dễ hoà tan
hơn. Các đồng phân của acid đắng dễ hòa tan hơn còn có độ đắng cao hơn α và β-acid
đắng. Chỉ có khoảng 1/3 các nhựa đắng hoàn tan vào dịch đuờng so với tổng lượng
nhựa đắng có trong hoa. Hiệu suất của quá trình nấu hoa hay quan hệ giữa lượng iso- humulon trong bia với lượng houblon đưa vào khoảng 30%.
Quá trình hoà tan tinh dầu thơm: Độ tan của tinh dầu thơm trong nước khoảng 50 mg/l
(Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007). Trong quá trình đun sôi dịch đường, tinh dầu bị lôi
cuốn theo hơi nước và bị mất từ 50 ÷ 80% sau 30 phút và từ 90 ÷ 95% sau 3 giờ. Houblon viên được cho vào trước khi dừng đun 20 phút, hạn chế sự mất tinh dầu thơm đồng thời cũng có đủ thời gian để đảm bảo việc chuyển hoá cần thiết các nhựa đắng.
Quá trình hoà tan polyphenol và những chất chứa nitơ: Các chất chát của hoa houblon
thuộc nhóm catorin, trong dịch đường chúng chuyển thành những dung dịch keo mang điện tích âm. Trong dịch đường có protein và pepton mang điện tích dương, chúng sẽ
cùng với các chất chát tạo thành những phức chất hoà tan ở nhiệt độ cao, nhưng khi hạ
nhiệt độ chúng sẽ kết tủa. Khi bị oxy hoá, các chất chát biến thành flobafen, chúng tạo
thành với protein những phức chất không hoà tan ở nhiệt độ cao, kết tủa trong quá
trình đun sôi. Sự giảm chất chát trong dịch đường tỷ lệ thuận với thời gian đun sôi.
pH càng thấp thì tốc độ kết tủa của chất chát với protid càng nhanh. Trong thành phần
của hoa houblon còn có những chất chứa nitơ. Hoa houblon chứa nhiều các hợp chất nitơ có phân tử lượng trung bình và phân tử lượng thấp, những chất này hoà tan trong dịch đường trong thời gian đun sôi và làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men.
3.2.7.4. Sự gia tăng màu
Trong quá trình đun do sản phẩm của phản ứng caramel và phản ứng Maillard làm
tăng độ màu của dịch đường. Phản ứng caramel sử dụng đường maltose và glucose. Các hợp chất caramel được hình thành có bản chất keo, vị đắng nhẹ và có màu nâu. Cần khống chế quá trình caramel trong quá trình nấu bia vàng. Sự caramel hoá sẽ càng mạnh khi nhiệt độ của thành thiết bị nấu tăng cục bộ. Nồi nấu càng cao thì lớp dịch
đường dưới đáy chịu áp lực lớn nên có nhiệt độ cao hơn làm phản ứng caramel xảy ra nhanh hơn.
pH của dịch đường cũng có ảnh hưởng đến phản ứng caramel, đường khử tham gia
phản ứng dễ dàng hơn trong môi trường kiềm nhẹ, sự tạo thành màu tăng cùng với pH
của dịch đường. Phản ứng Maillard là phản ứng giữa đường khử và acid amin tạo
thành các sản phẩm melanoidin. Một số sản phẩm của phản ứng Maillard như
furfurylaldehyd, hydroxymetylfurfural gây ra một số vị không mong muốn khi đun sôi
dịch đường (Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 2006).
3.2.7.5. Quá trình keo tụ protetin
Dịch đường sau khi lọc có chứa một lượng chất keo đáng kể như protid, pectin, pentosane, polyphenol… Khi đun sôi với houblon thì các chất chiết như acid đắng và một số chất khác cũng ở dạng keo hoà tan. Khi nhiệt độ tăng lên sự bền vững keo của
cả hệ thống ở dạng hoà tan bị phá vỡ, các phần tử keo dính lại nhau và xảy ra hiện tượng keo tụ.
Quá trình keo tụ protein xảy ra theo 2 giai đoạn: đầu tiên mất nước, sau đó keo tụ. Các
phần tử protein sau khi mất nước chúng liên kết lại với nhau, lớn dần và từ từ lắng
xuống.
3.2.7.6. Ổn định thành phần dịch đường
Về mặt sinh học, dịch đường khi chuyển sang nồi đun sôi có thể chứa các vi khuẩn
chịu nhiệt. Đun sôi trong vòng 15 phút ở pH thấp của dịch đường cũng đủ để tiệt trùng dịch đường. Ngoài ra, houblon cũng có một số chất kìm hãm sự phát triển của vi sinh
vật trong dịch đường.
Về mặt hoá sinh, công đoạn nấu dịch đuờng với houblon được thực hiện ở nhiệt độ
cao (> 100oC) sẽ vô hoạt hoàn toàn các enzyme trong dịch đường. Các enzyme bị vô
hoạt sẽ tránh được sự biến đổi cấu trúc phân tử đường trong quá trình lên men mà những chất này có thể gây cản trở hoặc có tác động xấu đến độ bền sinh học hay khả năng giữ bọt của bia thành phẩm.
Về mặt bền keo, để cải thiện tính bền keo của bia cần phải loại bỏ các hợp chất nitơ
bằng cách đông tụ và kết tủa chúng bằng sự liên kết của protein và tanin.