IV. Kỹ thuật nghiền nguyên liệu: Nghiền ẩm:
b) Cơ sở lý thuyết:
Nguyên liệu sau khi đã nghiền nhỏ sẽ được hoà trộn với nước ở trong hệ thống thiết bị đường hoá. Lượng nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủng loại bia để
sản xuất và đặc tính kỹ thuật của hệ thống thiết bị. Trong môi trường giàu nước các hệ
thống thấp phân tử có sẳng trong nguyên liệu sẽ hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường sau này. Các hợp chất cao phân tử của cơ chất như tinh bột, protein, các hợp chất chứa phosphos sẽ bị tác động bởi các nhóm enzym tương ứng là amylaza và proteaza, phosphotaza … khi nhiệt độ của khối dịch được nâng lên ở các thời điểm thích hợp cho các emzym này hoạt động. Sản phẩm tạo thành là các hợp chất thấp phân tử, chiếm nhiều nhất về khối lượng là dextrin. Do vậy quá trình thuỷ phân ở giai đoạn này còn gọi là quá trình đường hoá.
c)Các yếu tốảnh hưởng đến quá trình đường hoá:
Nhiệt độ:
Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ đường hoá, hiệu suất đường hoá và ảnh hưởng đến tỉ lệ, các thành phần của sản phẩm thuỷ phân. Nếu tăng nhiệt độ thuỷ phân lên
Nhóm 5 http://www.ebook.edu.vn Trang 34
lên quá giới hạn thì các enzym bị giảm hoạt lực và có thể bị mất hẳn hoạt lực, dẫn đến quá trình thuỷ phân chậm lại hay ngừng hẳn. Nếu giữ nhiệt độ của quá trình đường hoá ở
650C là nhiệt độ tối thích của enzym β- amylaza thì một lượng lớn maltoza sẽ được tạo thành cùng với một lượng dextrin. Nếu giữ ở nhiệt độđường hoá 720C là nhiệt độ tối ưu của enzym α- amylaza thì quá trình thuỷ phân tinh bột xảy ra nhanh hơn, nhưng sản phẩm chủ yếu là dextrin. Như vậy ta có thể dùng nhiệt độđể khống chế các tỉ lệ thành phần của quá trình đường hoá.
Độ pH:
PH cũng là nhân tố ảnh hưởng tới quá trình thuỷ phân, bởi mỗi enzym thích hợp với một pH nhất định.
Ví dụ: enzym α- amylaza: pHopt = 5,8 enzym β- amylaza: pHopt = 5,5 – 5,8
enzym amylophosphataza: pHopt = 5,5 – 5,7
Độ chua tác dụng tối ưu cho cả nhóm amylaza là pHopt = 5,4 – 5,6
Nồng độ cơ chất:
Nồng độ cơ chất trong hỗn hợp thuỷ phân là tỉ lệ giữa nước với nguyên liệu. Người ta phải cho nước vào nguyên liệu theo một tỷ lệ nhất định để đạt độ đường của nước nha sau này nằm trong khoảng 12 – 13,2(0 PL) .
Tỷ lệ malt và gạo được pha trộn như sau:
Malt : nước = 1 : 4
Gạo : nước = 1 : 4
d)Kỹ thuật thuỷ phân nguyên liệu:
Vệ sinh thiết bị trước khi tiến hành nấu.
Kiểm tra an toàn thiết bị vềđiện cơ khí, cài đặt chương trình nấu. Chạy thử cánh khuấy.
Đóng van đáy, cho nước vào nồi.
Theo dõi diễn biến quá trình nấu trên máy tính.
Kỹ thuật hồ hoá:
Nước được cho vào nồi và nâng nhiệt độ lên đến 520C. sau đó vận hành cho cánh khuấy hoạt động, rồi dùng bơm để chuyển toàn bộ lượng gạo từ thiết bị nghiền ( Bằng cách phun nước nóng ở 520C vào để bơm dễ dàng hơn) vào nồi nấu và cho 5 – 10% malt lót vào ( so với khối lượng của gao ). Định lượng đủ lượng nước đồng thời cho acid lactic vào nhằm tạo môi trường acid giúp quá trình hồ hoá xảy ra triệt để hơn.
Nâng nhiệt độ lên 720C duy trì trong 25 phút. Ở nhiệt độ này, enzym α- amylaza tác động lên mạch amyloza và amylopectin của tinh bột và bẻ gãy các mối liên kết α- 1,4- glucozid. Sau một thời gian ngắn, toàn bộ mạch amyloza và amylopectin bị cắt nhỏ thành từng mảnh có 5 hoặc 6 gốc glucozid, tiếp tục chúng phân cắt các mảng dextrin. Sản phẩm tạo thành chủ yếu là dextrin, một lượng ít glucoza và maltoza.
Nâng nhiệt độ lên 830C trong 20 phút để hồ hoá tinh bột triệt để, làm lỏng lẻo liên kết glucozid tạo điều kiện cho dịch đường hoá sau này. Nó cắt đứt các liên kết của mạch amyloza và amylopectin, tạo điều kiện cho enzym α- amylaza tiếp xúc một cách dễ dàng.
Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 1000C trong thời gian 15 phút. Giai đoạn này enzym bị
tiêu diệt, tinh bột được hồ hoá triệt để, đồng thời các liên kết 1,4-glucozid và 1,6-glucozid bị kéo giãn giúp cho quá trình đường hoá diễn ra nhanh chóng và triệt để.
Nhóm 5 http://www.ebook.edu.vn Trang 35 Kỹ thuật đạm hoá:
Nước được bơm vào nồi, vận hành cánh khuấy hoạt động. Sau đó bơm hỗn hợp malt từ thiết bị nghiền ( đã được phối trộn với nước ở 520C ) vào nồi, đồng thời cho acid lactic và muối canxi vào sẽ làm mềm nước giúp cho quá trình thuỷ phân triệt để. Định lượng đủ lượng nước, nâng nhiệt độ lên 520C và duy trì trong 40 phút. Quá trình này tạo
điều kiện cho enzym proteaza thuỷ phân protein.
Trong hạt nảy mầm enzym này thực chất có hai loại là proteinaza và peptinaza tác dụng kế tiếp nhau. Dưới tác dụng của chúng protein bị biến đổi như sau:
Protein → các sản phẩm trung gian → acid amin ( albumozo, peptid, pepton )
Sự thuỷ phân của protein bắt đầu bằng hoạt động của proteinaza và protein đại phân tử cắt thành albumozo và pepton, sau đó chuyển hoá thành polypeptid nhỏ hơn. Lúc này peptinaza hoạt động và phân cắt các polypeptid mạch ngắn thành peptid rồi tới acid amin.
Dưới sự xúc tác của enzym fitaza phân cắt acid phosphoric khỏi phân tử
amylopectin.
Enzim sitaza xúc tác cho quá trình thuỷ phân hemixellulose tạo thành các sản phẩm có phân tử lượng thấp chủ yếu là: đường pentoza hay hectoza mà nấm men sử dụng
được.
Khi quá trình đạm hoá được hoàn toàn, lúc này thì nồi gạo cũng vừa thực hiện xong quá trình hồ hoá, người ta tiến hành phối trộn dịch cháo của nồi hồ hoá vào nồi đạm hoá.
Kỹ thuật đường hoá:
Nồi gạo sau khi được hồ hoá ở 1000C ta tiến hành bơm định lượng vào nồi malt để
phối trộn. Lúc này nhiệt độ ở nồi malt là 520C nên sau khi phối trộn ta được hỗn hợp
đồng nhất 650C, duy trì nhiệt độ này trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzym β- amylaza hoạt động. Enzym này sẽ cắt hai gốc glucozid trên toàn mạch của amyloza từ
phía cực kín và mạch nhánh của amylopectin từ phía ngoài, nhưng không vượt qua được liên kết α – 1,6 glucozid, chúng dừng tác động trước điểm rẽ của mạch nhánh amylopectin.
Sản phẩm tạo thành do tác động phân cắt của enzim β- amylaza là đường maltoza . Từ nồi phối trộn ta bơm ¼ phần dịch đặc sang thiết bị đường hoá. Cho cánh khuấy hoạt động liên tục và từ từ nâng nhiệt độ lên đến nhiệt độ sôi 1000C, sau đó bơm quay trở
về nồi phối trộn ( ¾ dịch đặc còn lại trong nồi phối trộn vẫn duy trì ở nhiệt độ 650C ). Nhiệt độ chung của khối dịch trong nồi phối trộn sẽ là 750C.
Duy trì nhiệt độ nồi đường hoá ở 750C trong 30 phút để tạo điều kiện cho enzym
γ- amylaza hoạt động cắt đứt liên kết 1,4 và 1,6- glucozid tạo ra các sản phẩm glucoza và các dextrin.
Sau 30 phút ta nâng nhiệt độ của dịch lên 780C để làm giảm độ nhớt của dịch
đường, tạo điều kiện cho quá trình lọc. Yêu cầu chất lượng của dịch đường:
o Thuỷ phân hoàn toàn tinh bột có trong dịch đường. o Hàm lượng chất hoà tan đạt từ: 60 – 63%.