II. Quy trình sản xuất bia:
2. Thuyết minh quy trình
2.2. Nấu malt, nấu gạo
Mục đích của quá trình nấu là trích ly các chất chiết từ malt và gạo vào nước, góp phần tạo màu cho bia, thuỷ phân một số chất có phân tử lượng lớn thành các chất phân tử lượng nhỏ để cung cấp chất dinh dưỡng cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt, ngoài ra có thể bổ sung thêm một lượng nhỏ chế phẩm enzyme.
Tác dụng của các enzyme có ý nghĩa rất quan trọng trong giai đoạn này. Trong điều kiện của nước, nhiệt độ, pH, thời gian, các enzyme sẽ xúc tác quá trình thủy phân các chất cao phân tử không hòa tan thành các hợp chất đơn giản hòa tan.
Các enzyme hoạt động tích cực trong quá trình này là:
Amylase: α - amylasenhiệt độ tối thích 70 – 76 oC, pH 5,6 – 5,8. β - amylase nhiệt độ tối thích 60 – 65 oC, pH 5,4 – 5,6.
Protease: nhiệt độ tối thích 50 – 60 oC, pH thích hợp 5,2 – 5,6 (Hoàng Đình Hòa, 2002).
Các enzyme xúc tác sinh học nói chung và enzyme amylase nói riêng, hiệu quả hoạt động của chúng phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt độ, pH và một số yếu tố khác của môi trường. Một số biến đổi đã xảy ra trong quá trình nấu như sau:
Tinh bột dưới tác dụng của enzyme α - amylase bị thủy phân thành dextrin, sau đó enzyme β - amylase tiếp tục thủy phân tinh bột tạo ra chủ yếu là đường mantose và một ít glucose.
Các protein trong malt cũng bị biến đổi. Ở giai đoạn đầu protein bị thủy phân thành polypeptide nhờ enzyme protease và giai đoạn hai là polypeptide bị thủy phân thành acid amin nhờ enzyme cacboxypeptidase và mylopeptidase.
Ngoài quá trình biến đổi của tinh bột và protein, trong quá trình này còn có sự lắng tủa của protein, sự tạo thành melanoid và phản ứng thủy phân các hợp chất photpho, hemicellulose (Nguyễn Thông Minh Tuấn, 2002).
Nấu gạo
Gạo sau khi xay mịn được cân và vận chuyển đến thiết bị phối trộn để tiến hành trộn với nước ấm 32 oC theo tỷ lệ 1:3. Sau đó, hỗn hợp gạo – nước sẽ được bơm sang nồi nấu gạo. Bật cánh khuấy của nồi gạo để bột gạo không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy khét và chống vón cục, đồng thời ta bổ sung thêm malt lót lần 1 vào, tỷ lệ malt lót là 10% so với trọng lượng gạo. Thêm malt lót để giúp cho sự hồ hóa tinh bột dễ dàng hơn. Ngoài ra còn bổ sung thêm acid lactic, việc thêm acid lactic vào giai đoạn này để điều chỉnh pH của nồi cháo và pH của dịch đường sau này, lượng acid lactic thêm vào để đảm bảo cho pH của hồ cháo sau khi nấu xong khoảng 5,2 – 5,6. Ta tiếp tục nâng nhiệt nồi gạo lên 72 oC trong 15 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút, lúc này các enzyme trong malt lót hoạt động xúc tác cho sự thủy phân liên kết 1 – 4 glucoside ở bất kì đầu không khử của tinh bột và dừng lại khi gặp liên kết 1 – 6 glucoside, sản phẩm chủ yếu là dextrin, một ít glucose và maltose. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 85 oC và duy trì nhiệt độ này trong 15 phút để tiếp tục hồ hóa tinh bột, kết thúc giai đoạn này phần lớn tinh bột đã được hồ hoá, tuy nhiên ở nhiệt độ này phần lớn enzyme α – amylase đã bị vô hoạt. Sau đó mở van hơi để hạ nhiệt độ xuống 72 oC và giữ nhiệt độ này trong 20 phút, đồng thời cho malt lót lần thứ 2 vào để cung
cấp thêm enzyme α – amylase giúp cho quá trình hồ hoá triệt để hơn, vì nhiệt độ tối ưu của enzyme này là (72 – 75 oC), làm giảm độ nhớt của nồi cháo, giúp cho quá trinh đun sôi dễ dàng hơn. Tiếp theo nâng nhiệt độ lên 100 oC trong thời gian 20 phút và giữ ở nhiệt độ này trong khoảng 15 phút để hồ hoá hoàn toàn tinh bột tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá và quá trình lọc sau này
Nấu malt
Trước tiên ta hòa trộn nước với lượng malt đã nghiền theo tỷ lệ 1:5 rồi bơm sang nồi nấu malt. Đồng thời lúc này cánh khuấy của nồi malt bắt đầu hoạt động để bột malt không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy, khét và chống vón cục. Cùng lúc với quá trình pha bột malt, tiến hành bổ sung thêm CaCl2 nhằm làm mềm nước và hạ nhiệt độ của nước. Ngoài ra Ca2+ có tác dụng làm tăng tính bền và tăng tính hoạt động của enzyme α – amylase, cải thiện sự kết lắng của nấm men. Sau đó nâng nhiệt độ nồi malt lên 52 oC trong vòng 15 phút và giữ nhiệt độ này trong 20 phút, để thực hiện giai đoạn đường hóa.
Hội cháo
Bơm dịch từ nồi gạo sang nồi malt để tiến hành đường hóa, nhiệt độ nồi gạo lúc này là 100 0C trong khi nhiệt độ nồi malt là 64 oC, vì vậy phải bơm thêm nước lạnh vào nồi gạo để hạ nhiệt độ xuống 64 oC rồi mới bơm sang nồi malt. Thời gian hội cháo khoảng 7 phút, giữ ở nhiệt độ của hỗn hợp này ở 64 oC trong thời gian 40 phút, đây là nhiệt độ tối ưu đối với hoạt động của enzyme β – amylase. Enzyme này sẽ thủy phân tinh bột tạo một lượng lớn maltose và một lượng không đáng kể dextrin. Tiếp tục nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 72 oC trong vòng 15 phút và giữ trong 30 phút, đây là nhiệt độ thích hợp cho α – amylase tác dụng lên amylose và amylopeptin của tinh bột tạo thành nhiều gốc glucose và các gốc này sẽ tạo thành những phân tử dextrin khác nhau. Sản phẩm chủ yếu của công đoạn này là dextrin (chính các dextrin này sẽ tạo độ keo của bọt, độ bền và độ dày của bọt). Đến đây quá trình đường hoá kết thúc. Tiếp tục nâng nhiệt độ lên 76 oC trong vòng 5 phút với mục đích làm giảm độ nhớt của hồ malt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Giữ nhiệt độ 76 oC trong 5 phút, sau đó lấy mẫu dịch đường đem thử màu với iốt để kiểm tra tinh bột
sót, khi hết tinh bột sót bơm qua nồi lọc. Tinh bột sót trong dịch đường là nguyên nhân làm tăng độ nhớt gây khó khăn cho quá trình lọc.
- 20 min 100 20 min - 15 min 83 - 20 min 72 -10' 32 32 - 20' 52 64 - 40 min 72 - 30 min76 - 5 min 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 Thời gian (phút) Nhiệt độ (0C)
Nấu gạo Nâu malt Malt lót 15 min 20 min 5 min 15 min 10' 15' 5' 5 min
Hình 10. Giản đồ nấu bia của nhà máy Vinaken
