- Thế liệu phải dồi dào nguồn glucid (tinh bột), mà từ đó dưới tác dụng của enzym trong malt, glucid của thế liệu sẽ chuyển thành chất đường hòa tan Vì vậy
b/ Sự biến đổi của protid:
3.2.2.3.2. Quá trình lên men phụ
Quá trình này được thực hiện khi hàm lượng maltose và các loại đường đơn giản khác ở trong dịch men hầu như đã bọ hấp thụ hết, còn lại lượng đường có khả năng lên men được (chủ yếu là maltoriose) đang ở khoảng 1 – 1,2%. Lên men phụ ở 0 – 2oC.
Mục đích: Lên men tiếp phần chất khô còn lại sau khi lên men chính, bão hòa CO2 và tăng cường mùi vị cho bia, tạo độ trong cho bia.
Đưa nhiệt độ xuống thấp để hạn chế xâm nhập và phá hoại bia do vi sinh vật gây ra và hạn chế sự hoạt động của nấm men. Để duy trì hàm lượng CO2 cần thiết thì lúc này ta phải điều chỉnh áp trong tank đưa áp suất lên 1 – 1,5 kg/cm3, nhiệt độ lên men 0 – 2oC. Thời gian thường kéo dài 6 – 10 ngày trong đó 2 – 3 ngày đầu lên men phụ, các ngày còn lại là giai đoạn ủ chín bia. Trong giai đoạn này là quá trình oxy hóa khử có ý nghĩa rất quan trọng vì nhờ có quá trình này mà lượng diacetyl có thể giảm đi 50%.
Kết thúc quá trình lên men chính thường chứa một lượng tế bào nấm men va một số hạt cặn mịn khác. Bước sang giai đoạn lên men phụ đặc biệt là thời gian đầu các hạt này còn ở trạng thái sống động. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do quá trình vẫn tiếp diễn, tuy với tốc độ rất bé nhưng do sự tạo thành khí CO2 có chiều hướng làm sủi bọt lên bề mặt. Khi quá trình lên men phụ tắt dần và nhiệt độ cân
bằng thì các hạt có kích thước bé bắt đầu lắng và bia sẽ trong. Mặt khác, do điều kiện nhiệt độ thấp sẽ tạo thêm một lượng ethanol đáng kể, lúc này hầu hết nấm men sẽ được kết lắng vì thế ta phải thường xuyên xả men để loại cặn và nấm men sẽ được kết lắng nhanh hơn.
Thời gian lên men phụ và ủ chín là giai đoạn rất quan trong nếu giai đoạn này bị rút ngắn sẽ không đảm bảo được các tiêu chuẩn chất lượng vị, bọt và độ bền của bia.
Thời gian lên men phụ nhanh nhất là 3 – 6 ngày, lâu nhất là 30 – 40 ngày.
• Kết quả thực nghiệm về sự thay đổi hàm lượng đường và mật độ men
của nhà máy
Bảng 3.9. Kết quả thực nghiệm sự thay đổi hàm lượng đường và nấm men.
Giờ kiểm tra Độ plato Mật độ men H+
0 11.5 16.4 1.06 12 9.1 36.9 24 7.8 68.5 1.15 36 6.3 55.9 48 5.8 43.1 1.2 60 3.9 35.5 1.31 72 3.7 33.1 84 3.1 24.3 14.5 96 2.9 18.9 108 2.7 11.2 14.5 120 2.5 9.3 14.5 132 Thu men
Hình 3.15. Biểu đồ xác định mật độ men.
• Quá trình sinh trưởng nấm men trải qua 4 giai đoạn
Giai đoạn đầu (pha tiềm ẩn): Nấm men chưa sinh sản mà chỉ thích nghi với
môi trường. Giai đoạn này chỉ làm giảm lượng cơ chất từ 9,1 – 7,8 độ Plato mỗi ngày.
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 ba (pha ổn định): Ở giai đoạn này số tế bào sinh ra bằng số tế bào
chết đi chất dinh dưỡng còn ít, lượng cơ chất giảm 0,2 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 cõi 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.
Hình 3.16. Biểu đồ xác định độ chua bia.
Trong quá trình lên men chính thì nấm men sử dụng một lượng cơ chất dẫn đến nấm men phát triển nhanh và ngược lại cơ chất giảm. Trong quá trình này sản phẩm chính là CO2, ngoài ra còn sinh ra một lượng sản phẩm phụ như rượu bậc cao và acid hữu cơ. Trong đó acid hữu cơ tạo vị chua làm tăng giá trị cảm quan cho bia. Độ chua trong dịch men ngày càng tăng nhưng đến khoảng 1,45 thì dừng lại. Độ
chua dừng lại khi ta hạ nhiệt độ xuống khoảng 0 – 2oC và áp suất 1,4 at lúc này nấm men bị ức chế hoạt động nên không sinh ra sản phẩm nữa và độ chua cũng ngừng.
Hình 3.17. Biểu đồ đo lượng đường trong bia.
Qua đồ thị ta thấy lượng đường trong dịch lên men ngày càng giảm do nấm men đã sử dụng một phần cơ chất có trong dịch. Khi nấm men sử dụng cơ chất trong môi trường thì nấm men ngày càng sinh trưởng và phát triển, lượng đường trong dịch lên men giảm đi rất nhanh trong quá trình lên men chính còn lại khoảng 3,2 độ Plato, khi đó hạ nhiệt độ xuống thấp để lên men phụ và trong quá trình lên men phụ nấm men hoạt động chậm và chỉ sử dụng một phần chất khô còn sót lại trong quá trình lên men chính. Khi đó lượng đường giảm đi rất ít hoặc có thể không giảm.
• Các biến đổi xảy ra trong quá trình lên men
+ Quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp, diacetyl sẽ dần dần giảm đi. Một số tế bào nấm men chết và tự phân. Chính các sản phẩm tự phân của nấm men có ảnh hưởng đến hương và vị của bia.
+ Trong suốt quá trình nổi bọt, CO2 góp phần đẩy O2 ra làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển, tránh hiện tượng oxy hóa làm giảm chất lượng của bia.
+ Trong bia xuất hiện nhiều dạng liên kết hóa học và hóa lý khác nhau của CO2.
+ Quá trình chín bia khi mùi vị bã hèm biến mất, vị ngọt sẽ biến hết khi đã lên men hết lượng chất khô còn lại. Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa. Vị cay tê sẽ bị biến mất và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc.