Mục đích: trích ly tối đa các chất có thể hòa tan trong nguyên liệu để thực hiện quá trình đường hóa toàn bộ dịch cháo trong nồi malt. Thủy phân các chất có phân tử lượng cao tạo thành những chất đơn giản hòa tan được với nước tạo thành dịch đường, làm nguồn thức ăn cho nấm men để tạo ra rượu và CO2, nhờ sự có mặt của hệ enzyme thủy phân có sẵn trong nguyên liệu.
Thao tác và thông số của quá trình đường hóa:
Malt được nghiền ướt sẽ được bơm qua nồi nấu ở nhiệt độ 50oC, là nhiệt độ thích hợp cho enzyme protease hoạt động thủy phân protein cao phân tử thành các đoạn peptid ngắn và acid amin. Acid amin là nguồn thức ăn cung cấp đạm cho nấm men phát triển sinh khối, là một cơ chất của phản ứng maillard hình thành màu cho dịch đường. Tỷ lệ peptid, acid amin, protein còn có vai trò quan trọng trong việc tạo và giữ bọt cho bia thành phẩm. Trong giai đoạn đạm hóa, nồi malt được bổ sung CaCl2, cung cấp ion Ca2+ và ion Cl- cho dịch cháo, giúp tăng khả năng bền nhiệt của hệ enzyme amylase.
Quá trình hồi cháo: sau khi kết thúc giai đoạn đạm hóa, lúc này nhiệt độ nồi gạo đạt 100oC và giữ trong 1 phút, thì tiến hành hồi cháo từ nồi gạo qua nồi malt, lúc này các cánh khuấy trong nồi hoạt động liên tục để hòa trộn dịch malt và gạo, thời gian hồi cháo khoảng 10 phút. Khi kết thúc quá trình hồi cháo nhiệt độ nồi malt là 65oC.
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 32
Giai đoạn 65oC: giữ nhiệt ở 65oC trong 35 phút, đây là nhiệt độ tối ưu đối với hoạt động của enzyme β – amylase. Enzyme này sẽ phân cắt tinh bột thành một lượng lớn maltose, cung cấp chất hòa tan cho quá trình lên men. Maltose được nấm men sử dụng trong quá trình lên men, cắt mạch amylase và amylopectin từ đầu không khử tại vị trí của liên kiết α – 1,4 glycoside, mỗi lần thủy phân 2 phân tử glucose tạo ra đường maltose. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình đường hóa. Nếu giai đoạn này đường hóa không đạt hiệu quả, hàm lượng maltose thấp sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lên men và vị của bia.
Giai đoạn 75oC: nâng nhiệt lên 75oC và được giữ trong 25 phút việc nâng nhiệt độ lên 75oC là nhiệt độ thích hợp cho enzyme α – amylase hoạt động, nhờ đó enzyme α – amylase được tiếp tục thủy phân tinh bột còn sót lại thành đường đơn, maltose và các dextrin mạch ngắn. Giai đoạn 75oC giúp thủy phân hoàn toàn tinh bột thành các chất hòa tan trong dịch đường, không còn tinh bột vì tinh bột ảnh hưởng đến quá trình lên men và chất lượng bia thành phẩm. Nồi nấu malt được nâng nhiệt lên 76oC và giữ trong 1 phút nhằm bù mất nhiệt trong quá trình bơm dịch đường qua nồi lọc. Trong quá trình lọc vẫn đảm bảo nhiệt độ thích hợp cho α – amylase tiếp tục hoạt động, tránh tuyệt đối tinh bột còn sót lại và làm giảm độ nhớt của nồi malt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc.
Malt và gạo được tiến hành đường hóa theo sơ đồ đường hóa Hình 3.5.
Hình 3.5. Sơ đồ đường hóa nguyên liệu của nhà máy Bia Sài Gòn – Miền Tây
72oC 72oC 83oC 100oC 65oC 75oC 76oC 50oC Malt lót Xuống bột gạo Xuống malt ( o C) 10 30 50 70 90 110 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thời gian (s) N hi ệt đ ộ
Ngành Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 33
Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hóa:
- Chất lượng malt: protein trong malt thường bị biến đổi nhiều theo từng lô nguyên liệu, chất lượng malt càng tốt thì quá trình thủy phân protein tạo ra các peptid và acid amin cao, là nguồn thức ăn cung cấp đạm cho nấm men phát triển sinh khối.
- Nhiệt độ: là một trong những điều kiện quan trọng để hệ enzyme thủy phân hoạt động tốt. Nhiệt độ tối thích cho các hệ enzyme thủy phân hoạt động thì sẽ thu được chất hòa tan cao.
- pH: cũng là một nhân tố quan trọng giống như nhiệt độ, là một điều kiện để enzyme tăng hoạt tính thủy phân. Ngoài ra pH còn có vai trò trong quá trình lọc, lên men,…
- Khuấy trộn: trong quá trình đường hóa, khuấy trộn giữ một vai trò quan trọng. Khi gia nhiệt cần phải tăng tốc độ khuấy trộn đảm bảo nhiệt độ được đồng đều trong toàn bộ khối cháo. Trong quá trình đường hóa, các cánh khuấy phải hoạt động đồng đều không quá mạnh hay quá chậm vì có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch đường.
- Sự oxy hóa trong quá trình đường hóa: khả năng hòa tan của không khí vào dịch cháo phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dịch đường. Nếu để lượng không khí hòa tan vào dịch nhiều sẽ làm sẫm màu dịch đường và màu cho bia, hương bia giảm. Nguyên nhân chính để không khí xâm nhập vào dịch cháo là do dịch cháo chảy vào thiết bị từ trên xuống, vận tốc các cánh khuấy cao và tạo xoáy khi bơm dịch.