Để đánh giá chất lượng của malt trong sản xuất bia, nhà máy thường kiểm tra các chỉ tiêu sau đây:
Màu sắc : màu vàng nhạt
Mùi : mùi đặc trưng
Độ sạch : hạt gãy < 0,5%
Tạp chất : < 1%
Độ xốp : 82%
Độ ẩm : < 4%
Thời gian đường hĩa : 10 - 20 phút
Độ chua nước wort : pH = 5,5 - 6
Hoạt lực amylase : > 250oWK
Chỉ số Kolback : > 41%
Độ nhớt : 1,3 -1,5 cp
Hàm lượng protein tổng:9-13%
Hàm lượng protein hịa tan:thấp nhất là 4.5%
Trước lúc bảo quản malt, nhiệt độ của malt cần hạ xuống 20oC, thời hạn tối đa mà malt cĩ thể bảo quản là 2 năm
2.1.5 Cơng nghệ sản xuất malt 2.1.5.1 Quy trình sản xuất malt
Đại mạch Làm sạch Phân loại Sấy Bảo quản Ngâm Ươm mầm Sấy Malt Nước
2.1.5.2 Giải thích quy trình
Làm sạch, phân loại, sấy, bảo quản đại mạch:
Đại mạch lúc nhập vào nhà máy cịn chứa rất nhiều tạp chất như hạt của các loại lúa khác, hạt gãy vỡ, sỏi đá, rác và nhiều tạp chất khác. Vì vậy sau khi nhập xong, đại mạch phải chuyển đến khu vực xử lý ngay để thực hiện việc làm sạch, phân loại hạt và sấy sơ bộ để đạt độ ẩm cần thiết sau đĩ đưa từng loại hạt vào kho hoặc xi lơ để bảo quản phục vụ cho nhà máy sản xuất được liên tục.
Đối với đại mạch dựng để sản xuất malt và bia thì việc tạo và giữ được ổn định một chế độ cơng nghệ bảo quản thích hợp sẽ cĩ ý nghĩa rất lớn trong việc bảo tồn chất lượng của thành phẩm (bia) sau này.
Một giải pháp cơng nghệ tối ưu cần phải đáp ứng đủ các yêu cầu sau đây:
Bảo quản chất lượng đại mạch 100% để cung ứng sản xuất cho nhà máy.
Thơng giĩ một cách hiệu quả cho khối hạt.
Nhiệt độ bảo quản ổn định ở trong khu vực kho và trong khối hạt.
Hàm ẩm của khối hạt khơng cho vượt quá 15%.
Khơng trộn lẫn các lơ hạt khác giống và khác nhau về độ chín.
Ở giai đoạn bảo quản, trong hạt đại mạch vẫn tiếp tục xảy ra một loạt quá trình chuyển hĩa: thơng qua sự hơ hấp của hạt, quá trình chín sau thu hoạch.
Quá trình hơ hấp:
Quá trình hơ hấp xảy ra mọi lúc mọi nơi với mọi trạng thái của hạt: lúc ở trên cây hay sau thu hoạch hoặc trong quá trình bảo quản. Trong quá trình hơ hấp các chất dinh dưỡng của hạt bị ơxy hĩa để tạo năng lượng. Một phần năng lượng đĩ cung cấp cho tế bào để duy trì sự sống, phần cịn lại thì thốt ra mơi trường xung quanh dưới dạng nhiệt.
Sản phẩm cuối cùng của quá trình hơ hấp hiếu khí là khí cacbonic và nước, nếu hạt bị hơ hấp yếm khí sẽ sinh khí cacbonic và etanol (C2H5OH). Tác nhân của quá trình hơ hấp là hệ enzym oxy hĩa – khử chứa ở trong phơi của hạt: dehydraza và oxydaza. Enzym dehydraza tách hydro ra khỏi các hợp chất hữu cơ rồi sau đĩ oxydaza oxyhĩa tiếp cho đến sản phẩm cuối cùng.
Cường độ hơ hấp của hạt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhưng quan trọng hơn cả là hàm ẩm của hạt, nhiệt độ của mơi trường và chế độ thơng giĩ. Vì vậy
trong quá trình bảo quản cần phải điều chỉnh thích hợp các thơng số để hạt đại mạch khơng bị hỏng.
Quá trình chín sau thu hoạch:
Đại mạch nĩi riêng và các loại hạt hịa thảo nĩi chung, khi thu hoạch chúng đạt đến độ chín kỹ thuật. Trước lúc tách khỏi cây mẹ, trong tế bào vẫn đang xảy ra hàng loạt quá trình này, nhưng với cường độ thấp hơn, sau khi thu hoạch, quá trình hơ hấp vẫn tiếp tục xảy ra với cường độ mạnh và tiêu hao vật chất dự trữ từ trong tế bào càng mạnh. Sau đĩ hạt đi vào quá trình lão hĩa quá trình hơ hấp.
Trong quá trình chín sau thu hoạch một lượng các chất hữu cơ phân tử thấp chuyển thành hữu cơ phân tử cao như chuyển hĩa acid amin thành protein, đường thành tinh bột, tổng hợp glyxerin và acid béo thành chất béo, … (đĩ là sự tiếp tục các quá trình khi hạt cịn ở trên cây). Bên cạnh đĩ các quá trình chuyển hĩa cũng tạo nên những liên kết hĩa học kìm hãm sự nảy mầm như liên kết andehyt axetic, andehyt formic.
Quá trình chuyển hĩa chất hữu cơ phân tử thấp thành phân tử cao cĩ kèm theo sự thốt hơi nước. Nếu hàm ẩm của khối hạt thấp thì lượng nước này thốt ra ít ảnh hưởng tới chất lượng hạt, nhưng với hàm ẩm cao lại thêm lượng nước này cộng với lượng nước thốt ra do hơ hấp mạnh của khối hạt và vi sinh vật thì sẽ làm cho khối hạt chĩng hỏng.
Tĩm lại cần phải đảm bảo các thơng số trong quá trình bảo quản đại mạch để tăng khả năng nảy mầm của hạt cũng như quá trình sản xuất liên tục của nhà máy.
Ngâm đại mạch:
Ngâm đại mạch nhằm các mục đích sau đây:
Loại bỏ những hạt lép, khơng đạt tỉ trọng yêu cầu, các tạp chất, các mẫu hạt gãy vụn, … mà trong quá trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ ra hết khỏi khối hạt.
Rửa sạch bụi và một số vi sinh vật, cơn trùng bám trên hạt, đồng thời cũng sát trùng tồn bộ khối hạt bằng cách đưa vào nước ngâm các hĩa chất hoặc các chế phẩm cần thiết.
Tạo điều kiện để hạt hút thêm lượng nước tự do, sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt 43 ÷ 45%. Chỉ với hàm ẩm cao như vậy, quá trình ươm mầm sau này mới bảo đảm được tiến trình bình thường.
Sự chuyển đổi từ hạt đại mạch khơ thành malt là kết quả của một loạt các quá trình hĩa lý, hĩa sinh, sinh lý và nhiều quá trình khác xảy ra liên tiếp từ lúc hạt đem vào ngâm cho đến lúc hạt malt khơ được làm bĩng, tách rễ để bảo quản. Ngâm đại mạch là giai đoạn khởi đầu của những quá trình đĩ. Điều kiện tiên quyết để các quá trình phát sinh và tiến triển được là hạt đại mạch khơ phải hút thêm một lượng nước tự do. Trong thời gian ngâm hạt những quá trình sau đây xảy ra:
Sự thẩm thấu của nước vào hạt.
Hịa tan các chất polyphenol, chất chát, chất màu ở vỏ vào mơi trường.
Sự hút nước và trương nở của tế bào.
Sự hịa tan các hợp chất thấp phân tử trong nội nhũ vào nước.
Vận chuyển các chất hịa tan về phơi.
Hịa tan một số enzym cĩ trong hạt vào nước hay là sự giải phĩng enzym khỏi trạng thái liên kết thành trạng thái tự do.
Sự hoạt hĩa hệ enzym oxy hĩa - khử và enzym thủy phân.
Sự hơ hấp của hạt.
Sự thủy phân các chất hữu cơ cao phân tử.
Dấu hiệu của sự phát triển cây non ở phơi.
Trong các quá trình này thì sự hơ hấp của hạt và sự hoạt hĩa hệ enzym thủy phân là hai quá trình quan trọng nhất.
Sự hơ hấp của hạt luơn gắn liền với sự hoạt động của hệ enzym oxy hĩa – khử. Ngay từ những giờ đầu tiên khi nước đã bắt đầu phân tán vào nội nhũ của hạt, các hợp chất thấp phân tử, chủ yếu là đường sẽ hịa tan vào nước vận chuyển về phơi. Ở đây nhờ cĩ hệ enzym oxyhĩa – khử, các chất hịa tan này được phân giải ngay để cung cấp năng lượng cho sự phát triển của cây non.
Sự phát triển mầm non thực vật nĩi chung và của đại mạch nĩi riêng chỉ xảy ra một cách bình thường và đúng với qui luật tự nhiên khi và chỉ khi sự hơ hấp của hạt trong giai đoạn hút nước và nảy mầm là hơ hấp hiếu khí. Vì vậy chế độ thơng khí của hạt tại thời điểm này là nhân tố quyết định đến tiến trình phát triển của phơi.
Để đảm bảo mầm non phát triển nhanh, hạt phải tạo ra đủ nguồn năng lượng dự trữ mới dưới dạng các chất thấp phân tử, dễ hịa tan. Để thực hiện nhiệm vụ này, tồn bộ enzym thủy phân đang nằm ở trạng thái liên kết, khu trú khắp mọi nơi trong hạt như ở lớp alơron, phơi, nội nhũ lập tức được hịa tan vào nước để quay về trạng thái hoạt động và được tập trung về nội nhũ thực hiện chức năng phân cắt các hợp chất cao phân tử
( gluxit và protein) thành các hợp chất thấp phân tử như đường, axit amin, v.v. Các hợp chất thấp phân tử này dần dần được chuyển về phơi.
Kết quả của sự hoạt hĩa hệ enzym thủy phân là sự tăng lượng đường, lượng đạm hịa tan và các hợp chất hữu cơ chứa phosphor.
Ươm mầm:
Ươm mầm đại mạch trong cơng nghệ sản xuất bia nhằm hai mục đích chính:
Chuyển đổi trạng thái của hệ enzym cĩ trong hạt đại mạch từ trạng thái “nghỉ” sang trạng thái “hoạt động”, tích lũy chúng về khối lượng và tăng cường năng lực xúc tác của chúng (tăng hoạt lực, tăng hoạt độ).
Tạo và duy trì điều kiện thuận lợi để hệ enzym thủy phân sau khi đã được giải phĩng khỏi trạng thái liên kết, đồng thời với việc tăng trưởng về khối lượng và cường lực xúc tác, chúng sẽ phân cắt một lượng đáng kể (khoảng 12% lượng chất khơ) các chất dinh dưỡng cao phân tử thành sản phẩm thấp phân tử, đồng thời chúng phá vỡ thành tế bào làm cho hạt “mềm” ra, tạo nên nhiều sự biến đổi cơ lý và hĩa học trong thành phần của hạt đại mạch, v.v. Những biến đổi này là nhằm đưa đến giai đoạn đường hĩa nguyên liệu, trong mơi trường giàu nước khi hạt được nghiền nhỏ, khối lượng enzym nhiều, cường lực hoạt động mạnh, hầu hết các chất dinh dưỡng cao phân tử trong hạt malt bị thủy phân nhanh chĩng thành các chất thấp phân tử, hịa tan vào nước và đĩ chính là dịch đường sẽ mang đi lên men để tạo ra bia.
Sấy:
Sấy malt tươi nhằm các mục đích sau đây:
Malt tươi cĩ hàm ẩm 43 ÷ 45%, là đối tượng lý tưởng cho vi sinh vật tấn cơng, là sản phẩm khơng bền vững. Mục đích chính của quá trình sấy là tách nước khỏi hạt, hạ hàm ẩm của chúng xuống 1,5 ÷ 3,5% để chuyển chúng thành sản phẩm bền vững, dễ dàng vận chuyển, bảo quản và loại trừ khả năng xâm nhập và phát triển của vi sinh vật.
Trong quá trình sấy, nhiệt độ của khối hạt được tăng dần và tăng rất chậm. Trong phạm vi nhiệt độ dưới 40oC và hàm ẩm của hạt trên 20% là điều kiện lý tưởng cho hệ enzym thủy phân hoạt động. Kết quả của quá trình thủy phân là một lượng đáng kể các hợp chất cao phân tử được phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử dễ hịa tan, làm tăng hàm lượng chất chiết hịa tan của thành phẩm (malt khơ).
Song song với việc tách nước, trong thời gian sấy malt cịn diễn ra một loạt quá trình khác, mà một số trong những quá trình này là nguyên nhân của sự tạo
thành các chất tạo hương, vị và tăng cường độ màu của sản phẩm. Những tính chất cảm quan mang đặc thù của malt bắt đấu thể hiện rõ ràng sau quá trình sấy, chúng sẽ khác nhau tùy theo loại malt, cĩ thể đánh giá bằng cảm quan. Do đĩ quá trình sấy malt tươi khơng đơn thuần là quá trình tách nước để tiện lợi cho việc bảo quản mà thực sự là một quá trình cơng nghệ biến đổi chất lượng của các cấu tử dinh dưỡng trong sản phẩm. Quá trình quan trọng nhất ở giai đoạn sấy malt là phản ứng tạo melanoid – một hỗn hợp bao gồm nhiều hợp chất tạo màu bia và là nhân tố quyết định về hương, vị, màu sắc của bia.
Quá trình sấy được tiến hành ở nhiệt độ cao (tối đa đối với malt vàng là 75oC, malt đen là 105oC) hầu hết các vi sinh vật bám trên hạt, hoặc bị tiêu diệt, hoặc chuyển về dạng bào tử, hạn chế đến mức tối thiểu khả năng hư hỏng do chúng gây ra, làm tăng độ bền sinh học của sản phẩm.