2. Những thành tựu và hƣớng nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất bia
2.2.2. Động học quá trình hút nƣớc của hạt
Độ ẩm bảo quản của đại mạch khô khoảng 13%. Lƣợng nƣớc trong hạt dùng để liên kết các phần tử dạng keo, không có thể di chuyển và không tham gia vào quá trình chuyển đổi năng lƣợng.
Trong kỹ thuật sấy gọi là nƣớc liên kếtT, phân bố trong tế bào. Do đó không thể hoạt hoá phôi, phát triển thành cây non. Khi hạt tiếp xúc vƣới nƣớc, hạt có khả năng hút nƣớc vào các ống mao, nhờ vậy nƣớc có thể di chuyển dễ dàng từ tế bào nọ sang tế bào kia và tham gia vào quá trình chuyển khối, tạo điều kiện cho phôi phát triển.
Khi hạt ngâm trong nƣớc, nƣớc có thể thẩm thấu vào hạt qua 3 đƣờng chính: qua vỏ, phần cuối của hai nửa vỏ trấu và phần đầu hạt (đế hạt). Trong 3 con đƣờng nƣớc thẩm thấu vào hạt thì con đƣờng qua vỏ là khó khăn nhất. Lớp vỏ trấu ngoài có cấu tạo xốp nƣớc dễ thấm qua, lớp hạt là màng bán thấm, tế bào xen kẽ sát nhau cản trở nƣớc thấm qua. Lớp aloron cấu tạo gồm protein và chất béo nƣớc vƣợt qua dễ dàng.
Do đó nƣớc thẩm thấu từ ngoài vào bên trong hạt phải trải qua 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu nƣớc thấm qua vỏ dễ dàng; giai đoạn 2 nƣớc thấm qua lớp cám phân tán vào nội nhũ. Sau khi thấm qua lớp aloron, nƣớc phân tán vào nội nhũ dễ dàng.
Nguyên sinh chất và các chất dự trữ của tế bào nội nhũ cấu tạo dạng sợi, có khả năng hút nƣớc lớn và dễ trƣƣơng nở. Khi có sự cân bằng áp suất bên ngoài và bên trong, quá trình hút nƣớc sẽ dừng.
Hệ số trƣƣơng nở của đại mạch sau ngâm là 1, 45. Ngoài ơhƣƣơng thức thẩm thấu, nƣớc xâm nhập vào hạt bằng khuếch tán. Nhƣ vậy tốc độ hút nƣớc của hạt giảm dần từ khi bắt đầu đến khi kết thúc.
2.2.3.Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá tình ngâm hạt.
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng tới quá trình hút nƣớc của hạt. Khi nhiệt độ ngâm tăng, tốc độ hút nƣớc tăng.
Qua thí nghiệm cho thấy ở nhiệt độ 5QC, hạt đạt độ ẩm tƣơng đối 45% thì thời gian phải cần tƣới 120 giờ; ở 100C chỉ cần 96 giờ; ở 150C chỉ cần 72 giờ và ở 200C cần 48 giờ. Đối vƣới malt thành phẩm, nhiệt độ thích hợp nhất là 10 - 120
ở nhiệt độ thấp hơn, phôi phát triển bị ức chế. ở nhiệt độ cao hơn sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn hoại sinh phát triển.
Ngâm quá lâu, sẽ làm mất khả năng nảy mầm của hạt, vì bị úng nƣớc. Ngâm ở nhiệt độ 50 - 550C trong thời gian ngắn ãe kich thích sự nảy mầm của hạt. Khi chần hạt ở nhiệt độ cao cần dùng chất sát trùng để loại bỏ các vi khuẩn hoạt sinh (thƣờng dùng Ca (OH)2 và KMnO4).
Bảng 2.1 Thời gian ngâm ảnh hưởng tưới độ ẩm.
Thời gian ngâm (giờ)
Độ ẩm tƣƣơng đói của hạt (%)ở nhiệt độ khác nhauë
100C 15,60C 21,30C 0 16 40 68 87 112 13,1 29,5 36,4 39,2 41,4 43,3 13,1 32,8 39,3 42,5 44 46,5 13,1 31,2 42,1 44,9 46,7 48,2 Kích thƣớc của hạt ảnh hƣởng tƣới độ hút nƣớc. Hạt càng to hút nƣớc càng chậm hơn hạt có kích thƣớc nhỏ. Điều nhận xét này rất quan trọng, vì đại mạch thƣờng có kích thƣớc không đều, do đó cần phân loại hạt theo kích thƣớc, mỗi loại kích thƣớc có chế độ ngâm hợp lý, đảm bảo độ nảy mầm đồng đều. Hàm lƣợng Protein càng nhiều thì càng tốc độ hút nƣớc càng giảm, sở dĩ nhƣ vậy vì Protein ít trƣƣơng nở và khả năng hút nƣớc kém.
Khả năng thích ứng vƣới môi trƣờng của thực vật có liên quan tƣới cấu trúc của tế bào. Thực vật sống ở điều kiện khô cằn thì các bộ phận của cây cũng nhƣ hạt phải có cấu tạo sao cho thích nghi để phát triển, có nghĩa là phải hạn chế khả năng mất nƣớc. Chính vì thế, khả năng hút nƣớc cũng sẽ kém.
Thành phần hoá học của nƣớc cũng ảnh hƣởng tƣới tốc độ hút nƣớc. Các ion kim loại kiềm hoà tan các hợp chất polyphenol, chất đắng, chất màu ở vỏ hạt vào nƣớc, tạo điều kiện cho nƣớc thấm vào hạt dễ dàng.
Ion Sắt cản trở sự xâm nhập của nƣớc vào hạt, đồng thời còn phản ứng vƣới các chất màu tạo thành các phức chất, làm hạt biến màu. Các muối hoà tan trong nƣớc có ảnh hƣởng tƣới sự phát triển của mầm non (đặc biệt muối của natri).