Cáấ́c chấấ́t phụạ̣ gia trong công nghệạ̣ sảả̉n xuấấ́t bia

2. Cơ sởở̉ lí thuyết:

2.5.6. Cáấ́c chấấ́t phụạ̣ gia trong công nghệạ̣ sảả̉n xuấấ́t bia

Trong công nhệạ̣ sảả̉n xuấấ́t bia, ngoàà̀i nhữũ̃ng nguyên liệạ̣u không thể thiếấ́u đượạ̣c như malt, houblon, men, ngườà̀i ta còà̀n dùng đếấ́n mộạ̣t sốấ́ nguyên liệạ̣u hay hoa chấấ́t phụạ̣. Tùy theo yêu cầà̀u kỹ thuậạ̣t, công nghệạ̣ màà̀ nhữũ̃ng nguyên phụạ̣ liệạ̣u hoặạ̣c cáấ́c hóấ́a chấấ́t nàà̀y sửả̉ dụạ̣ng vớấ́i hàà̀m lượạ̣ng kháấ́c nhau, gọi chung nhữũ̃ng dạạ̣ng nàà̀y đượạ̣c gọi làà̀ phụạ̣ gia vàà̀ đượạ̣c chia thàà̀nh 2 nhóấ́m chíấ́nh:

- Nhóấ́m chấấ́t phụạ̣ gia trực tiếấ́p:

Gồà̀m tấấ́t cảả̉ nhữũ̃ng nguyên liệạ̣u vàà̀ hóấ́a chấấ́t cóấ́ mặạ̣t trong thàà̀nh phầà̀n sảả̉n phẩm vớấ́i sự kiểm soáấ́t chặạ̣t chẽũ̃ vớấ́i hàà̀m lượạ̣ng cho phép

Cáấ́c hóấ́a chấấ́t xửả̉ líấ́ độạ̣ cứấ́ng,điềà̀u chỉả̉nh độạ̣ kiềà̀m của nướấ́c công nghệạ̣ như: HCl, Al2(SO4)3.16H2O, CaSO4,..

Cáấ́c hóấ́a chấấ́t đưa vàà̀o để ngăn chặạ̣n quáấ́ rìà̀nh oxy hóấ́a nhữũ̃ng thàà̀nh phầà̀n trong bia như acis ascorbic, H2O2, …

Cáấ́c hóấ́a chấấ́t dùng để ddieuf chỉả̉nh pH như: H2SO4, acid lactic, CaCl2, … Cáấ́c chấấ́t tạạ̣o màà̀u cho bia: Caramen

- Nhóấ́m phụạ̣ gia giáấ́n tiếấ́p :

Gồà̀m tấấ́t cảả̉ cáấ́c nguyên phụạ̣ liệạ̣u vàà̀ hóấ́a chấấ́t đượạ̣c sủ dụạ̣ng trong quy trìà̀nh công nghệạ̣ nhưng không đượạ̣c phép cóấ́ mặạ̣t trong sảả̉n phẩm:

Cáấ́c bộạ̣t trợạ̣ lọc: PVPP, kizelgua, …

Cáấ́c hóấ́a chấấ́t để vệạ̣ sinh thiếấ́t bịạ̣, vệạ̣ sinh phân xưởả̉ng như: H2SO4, KMnO4 Cáấ́c chấấ́t đượạ̣c dùng như táấ́c nhân làà̀m lạạ̣nh: NH3, glycol, nướấ́c muốấ́i

4. Thuyết minh quy trình4.1. Nghiềà̀n malt 4.1. Nghiềà̀n malt

Mụạ̣c đíấ́ch của quáấ́ trìà̀nh nghiềà̀n làà̀ đậạ̣p nhỏ cáấ́c hạạ̣t thàà̀nh nhiềà̀u mảả̉nh để tăng bềà̀ mặạ̣t tiếấ́p xúấ́c vớấ́i nướấ́c, làà̀m cho sự xâm nhậạ̣p của nướấ́c vàà̀o cáấ́c thàà̀nh phầà̀n của nộạ̣i nhũũ̃ nhanh hơn, thúấ́c đẩy quáấ́ trìà̀nh đườà̀ng hóấ́a vàà̀ cáấ́c quáấ́ trìà̀nh thủy phân diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, cầà̀n phảả̉i cân nhắấ́c giữũ̃a việạ̣c tríấ́ch ly cáấ́c chấấ́t hòà̀a tan vàà̀ quáấ́ trìà̀nh lọc trong dịạ̣ch để malt đượạ̣c nghiềà̀n ởả̉ mộạ̣t mứấ́c độạ̣ thíấ́ch hợạ̣p nhấấ́t. Nộạ̣i nhũũ̃ của malt làà̀ nguồà̀n cung cấấ́p chấấ́t hòà̀a tan cho dịạ̣ch đườà̀ng nên nếấ́u đượạ̣c nghiềà̀n càà̀ng mịạ̣n, hiệạ̣u suấấ́t tríấ́ch ly cáấ́c thàà̀nh phầà̀n nàà̀y càà̀ng cao nhưng điềà̀u đóấ́ lạạ̣i gây ra bấấ́t lợạ̣i làà̀ phầà̀n cháấ́o trong màà̀ng lọc sẽũ̃ nén rấấ́t chặạ̣t. Thể tíấ́ch của chúấ́ng íấ́t nên cảả̉n trởả̉ việạ̣c lọc dịạ̣ch vàà̀ làà̀m thấấ́t thoáấ́t cáấ́c thàà̀nh phầà̀n dinh dưỡng trong quáấ́ trìà̀nh rửả̉a bã malt.

Malt cóấ́ thể đượạ̣c nghiềà̀n bằà̀ng ba phương pháấ́p làà̀ nghiềà̀n ởả̉ trạạ̣ng tháấ́i khô, nghiềà̀n cóấ́ phun ẩm vàà̀o hạạ̣t vàà̀ nghiềà̀n cùng vớấ́i nướấ́c. Tùy mụạ̣c đíấ́ch vàà̀ điềà̀u kiệạ̣n cụạ̣ thể màà̀ ngườà̀i ta cóấ́ thể lựa chọn phương pháấ́p thíấ́ch hợạ̣p. Tuy nhiên, nghiềà̀n ẩm hạạ̣t malt làà̀ phương pháấ́p phổả̉ biếấ́n hơn cảả̉ vìà̀ kíấ́ch thướấ́c vỏ trấấ́u lớấ́n hơn, nộạ̣i nhũũ̃ nhỏ hơn giúấ́p thuậạ̣n lợạ̣i cho quáấ́ trìà̀nh đườà̀ng hóấ́a cũũ̃ng như công đoạạ̣n lọc sau nàà̀y.

Đốấ́i vớấ́i cáấ́c nguyên liệạ̣u chưa ươm mầà̀m (thếấ́ liệạ̣u), vìà̀ cấấ́u trúấ́c tinh bộạ̣t của chúấ́ng còà̀n rấấ́t cứấ́ng, khóấ́ thủy phân nên biệạ̣n pháấ́p tốấ́t nhấấ́t làà̀ nghiềà̀n chúấ́ng thậạ̣t nhỏ, xửả̉ lýấ́ ởả̉ nhiệạ̣t độạ̣ hồà̀ hóấ́a cao để tinh bộạ̣t đượạ̣c chíấ́n trướấ́c khi đườà̀ng hóấ́a cùng malt.

4.2. Đường hóá́a nguyên liệu (mashing)

Đây làà̀ quáấ́ trìà̀nh chuyển hóấ́a tinh bộạ̣t cóấ́ trong thàà̀nh phầà̀n của malt vàà̀ cáấ́c thếấ́ liệạ̣u đã đượạ̣c nghiềà̀n nhỏ để tạạ̣o thàà̀nh cáấ́c phân tửả̉ đườà̀ng cóấ́ thể lên men vàà̀ không lên men đượạ̣c dướấ́i sự xúấ́c táấ́c của cáấ́c enzyme thủy phân. Thàà̀nh phầà̀n của dịạ̣ch đườà̀ng tạạ̣o ra phụạ̣ thuộạ̣c vàà̀o từà̀ng loạạ̣i bia vớấ́i cáấ́ch phốấ́i trộạ̣n kháấ́c nhau.

Malt vàà̀ thếấ́ liệạ̣u nghiềà̀n mịạ̣n đượạ̣c phốấ́i trộạ̣n cùng vớấ́i nướấ́c trong thiếấ́t bịạ̣ đườà̀ng hóấ́a. Trong môi trườà̀ng giàà̀u nướấ́c, cáấ́c hợạ̣p chấấ́t thấấ́p phân tửả̉ cóấ́ sẵn trong nguyên liệạ̣u sẽũ̃ hòà̀a tan vàà̀o nướấ́c vàà̀ tham gia vàà̀o thàà̀nh phầà̀n chấấ́t hòà̀a tan của dịạ̣ch đườà̀ng sau nàà̀y. Còà̀n cáấ́c hợạ̣p chấấ́t cao phân tửả̉ như tinh bộạ̣t, protein, cáấ́c hợạ̣p chấấ́t phosphate… dướấ́i sự xúấ́c táấ́c của hệạ̣ enzyme thủy phân trong malt (hoặạ̣c cóấ́ thể bổả̉ sung) ởả̉ nhiệạ̣t độạ̣ thíấ́ch hợạ̣p sẽũ̃ bịạ̣ phân cắấ́t thàà̀nh cáấ́c hợạ̣p chấấ́t thấấ́p phân tửả̉ vàà̀ hòà̀a tan vàà̀o dịạ̣ch đườà̀ng.

Đườà̀ng hóấ́a làà̀ mộạ̣t quáấ́ trìà̀nh diễn ra ởả̉ nhữũ̃ng khoảả̉ng thờà̀i gian xáấ́c địạ̣nh vớấ́i cáấ́c mứấ́c nhiệạ̣t độạ̣ kháấ́c nhau để hoạạ̣t hóấ́a cáấ́c enzyme tham gia vàà̀o quáấ́ trìà̀nh phân cắấ́t cáấ́c hợạ̣p chấấ́t carbohydrate vàà̀ protein. Cáấ́c “chấấ́t xúấ́c táấ́c” sinh học nàà̀y hiệạ̣n diệạ̣n vớấ́i sốấ́ lượạ̣ng lớấ́n trong dịạ̣ch cháấ́o (mash) vàà̀ tham gia vàà̀o từà̀ng biếấ́n đổả̉i hóấ́a học cụạ̣ thể vớấ́i vai tròà̀ rấấ́t kháấ́c nhau. Tuy nhiên, ngườà̀i ta cóấ́ thể phân chia thàà̀nh ba nhóấ́m làà̀ phytase (acid hóấ́a), cáấ́c enzyme proteolytic (phân cắấ́t protein) vàà̀ cáấ́c enzyme carbohydrase (phân cắấ́t tinh bộạ̣t). Hai biếấ́n đổả̉i quan trọng ởả̉ giai đoạạ̣n nàà̀y làà̀:

- Thủy phân protein: cáấ́c enzyme proteinase vàà̀ peptidase bẻ gãy cáấ́c liên kếấ́t peptide trong phân tửả̉ protein để tạạ̣o thàà̀nh cáấ́c cáấ́c peptide vàà̀ acid amin.

- Chuyển hóấ́a tinh bộạ̣t: làà̀ biếấ́n đổả̉i quan trọng nhấấ́t ởả̉ giai đoạạ̣n nàà̀y. Cáấ́c enzyme alpha-, beta- vàà̀ glucoamylase đóấ́ng vai tròà̀ xúấ́c táấ́c sự phân cắấ́t cáấ́c mạạ̣ch amylose vàà̀ amylopectin trong tinh bộạ̣t thàà̀nh cáấ́c hợạ̣p chấấ́t đườà̀ng đơn giảả̉n vàà̀ cáấ́c dextrin bậạ̣c thấấ́p.

Sảả̉n phẩm tạạ̣o thàà̀nh dướấ́i sự xúấ́c táấ́c của cáấ́c alpha-amylase chủ yếấ́u làà̀ cáấ́c dextrin phân tửả̉ lượạ̣ng thấấ́p, mộạ̣t íấ́t alpha-maltose vàà̀ glucose. Beta-amylase biếấ́n đổả̉i tinh bộạ̣t thàà̀nh cáấ́c maltose vàà̀ dextrin phân tửả̉ lớấ́n (do không cắấ́t đượạ̣c tạạ̣i vịạ̣ tríấ́ phân nháấ́nh). Còà̀n glucoamylase cắấ́t tuầà̀n tự từà̀ng phân tửả̉ glucose trong mạạ̣ch amylose vàà̀ amylopectin nhưng khảả̉ năng nàà̀y chậạ̣m ởả̉ vịạ̣ tríấ́ mạạ̣ch nháấ́nh. Vớấ́i sự kếấ́t hợạ̣p của cáấ́c enzyme nàà̀y, 60 ÷ 80% tinh bộạ̣t đườà̀ng chuyển thàà̀nh cáấ́c đườà̀ng cóấ́ thể lên men.

Bên cạạ̣nh đóấ́, cáấ́c quáấ́ trìà̀nh enzyme kháấ́c như thủy phân phytin vàà̀ hemicellulose cũũ̃ng xảả̉y ra ởả̉ giai đoạạ̣n nàà̀y. Enzyme phytase thủy phân cáấ́c hợạ̣p chấấ́t phosphate kèm theo sự giảả̉i phóấ́ng acid phosphoric làà̀m giảả̉m pH của dịạ̣ch cháấ́o, tăng hiệạ̣u suấấ́t đườà̀ng hóấ́a. Sự thủy phân hemicellulase cung cấấ́p thêm chấấ́t hòà̀a tan cho dịạ̣ch đườà̀ng vàà̀ tạạ̣o điềà̀u kiệạ̣n cho cáấ́c enzyme kháấ́c hoạạ̣t độạ̣ng tốấ́t.

Cáấ́c quáấ́ trìà̀nh phi enzyme xảả̉y ra trong giai đoạạ̣n đườà̀ng hóấ́a cóấ́ ảả̉nh hưởả̉ng trực tiếấ́p ởả̉ mứấ́c độạ̣ cao đếấ́n thàà̀nh phầà̀n vàà̀ tíấ́nh chấấ́t của thàà̀nh phẩm. Chúấ́ng bao gồà̀m sự kếấ́t lắấ́ng vàà̀ biếấ́n tíấ́nh của protein, sự tạạ̣o thàà̀nh melanoidin, sự hòà̀a tan của cáấ́c thàà̀nh phầà̀n chấấ́t tan vàà̀ phảả̉n ứấ́ng giữũ̃a muốấ́i của nướấ́c vàà̀ phosphate của cháấ́o malt.

Nóấ́i chung, cóấ́ rấấ́t nhiềà̀u yếấ́u tốấ́ kháấ́c nhau ảả̉nh hưởả̉ng đếấ́n quáấ́ trìà̀nh đườà̀ng hóấ́a. Cáấ́c yếấ́u tốấ́ nàà̀y bao gồà̀m: nhiệạ̣t độạ̣, pH, nồà̀ng độạ̣ enzyme, nồà̀ng độạ̣ cơ chấấ́t, thờà̀i gian đườà̀ng

hóấ́a, phương pháấ́p đườà̀ng hóấ́a vàà̀ cáấ́c thàà̀nh phầà̀n cóấ́ trong dịạ̣ch cháấ́o (chấấ́t lượạ̣ng malt, khốấ́i lượạ̣ng nướấ́c vàà̀ cáấ́c ion hiệạ̣n diệạ̣n trong nướấ́c).

Đườà̀ng hóấ́a cóấ́ thể đượạ̣c thực hiệạ̣n bằà̀ng hai phương pháấ́p cơ bảả̉n làà̀ đườà̀ng hóấ́a phân đoạạ̣n (nhấấ́t phân đoạạ̣n, nhịạ̣ phân đoạạ̣n vàà̀ tam phân đoạạ̣n) vàà̀ đườà̀ng hóấ́a toàà̀n khốấ́i (tăng dầà̀n hoặạ̣c giảả̉m dầà̀n nhiệạ̣t độạ̣).

4.3. Lọụ̣c bã malt (lautering)

Sau khi đườà̀ng hóấ́a, tấấ́t cảả̉ tinh bộạ̣t trong malt đã đượạ̣c phân cắấ́t. Dịạ̣ch đườà̀ng lúấ́c nàà̀y bao gồà̀m hai hợạ̣p phầà̀n: pha rắấ́n vàà̀ pha lỏng. Pha rắấ́n hay còà̀n gọi làà̀ bã malt bao gồà̀m cáấ́c cấấ́u tửả̉ không hòà̀a tan của bộạ̣t nghiềà̀n như cáấ́c protein, tinh bộạ̣t chậạ̣m biếấ́n đổả̉i (poorly modified starch), cáấ́c chấấ́t béo, silicate vàà̀ tannin. Pha lỏng gọi làà̀ dịạ̣ch đườà̀ng hay nướấ́c nha bao gồà̀m nướấ́c vàà̀ cáấ́c hợạ̣p chấấ́t thấấ́p phân tửả̉ đượạ̣c tríấ́ch ly từà̀ malt vàà̀ thếấ́ liệạ̣u. Mụạ̣c đíấ́ch của quáấ́ trìà̀nh nàà̀y làà̀ nhằà̀m táấ́ch pha rắấ́n khỏi pha lỏng để tạạ̣o ra dịạ̣ch đườà̀ng tinh khiếấ́t (clear wort) giúấ́p cho cáấ́c quáấ́ trìà̀nh sau thuậạ̣n lợạ̣i hơn. Độạ̣ trong của dịạ̣ch tríấ́ch ly đườà̀ng ảả̉nh hưởả̉ng mạạ̣nh mẽũ̃ bởả̉i chấấ́t lượạ̣ng của malt sau khi nghiềà̀n.

4.4. Nấu dịụ̣ch đường với hoa houblon (wort boiling)

Quáấ́ trìà̀nh nàà̀y còà̀n đượạ̣c gọi làà̀ houblon hóấ́a dịạ̣ch đườà̀ng. Dich đườà̀ng đượạ̣c đun sôi vớấ́i hoa houblon để tríấ́ch ly cáấ́c thàà̀nh phầà̀n của houblon, tạạ̣o hương thơm, vịạ̣ đắấ́ng dịạ̣u đặạ̣c trưng cho bia. Cùng vớấ́i nhiệạ̣t độạ̣ cao của quáấ́ trìà̀nh nấấ́u dịạ̣ch, cáấ́c protein bịạ̣ kếấ́t tủa vàà̀ đông tụạ̣, tăng độạ̣ bềà̀n vàà̀ tíấ́nh giữũ̃ bọt cho dịạ̣ch đườà̀ng. Quáấ́ trìà̀nh nàà̀y còà̀n giúấ́p tiêu diệạ̣t cáấ́c vi sinh vậạ̣t, đảả̉m bảả̉o tíấ́nh an toàà̀n cho dịạ̣ch đườà̀ng.

 Cáá́c biến đổi xaở̉y ra

 Trích ly vàà̀ hòa tan cáấ́c thàà̀nh phầà̀n của houblon vàà̀o dịạ̣ch đườà̀ng

Cáấ́c chấấ́t đắấ́ng của hoa houblon hòà̀a tan rấấ́t yếấ́u trong dịạ̣ch đườà̀ng nhưng khi đượạ̣c đun sôi, chúấ́ng thay đổả̉i cấấ́u trúấ́c, trởả̉ vềà̀ dạạ̣ng đồà̀ng phân hóấ́a (iso) nên cóấ́ khảả̉ năng hòà̀a tan tốấ́t hơn vàà̀ gây vịạ̣ đắấ́ng mạạ̣nh hơn. Cáấ́c acid đắấ́ng nàà̀y còà̀n tạạ̣o sứấ́c căng bềà̀ mặạ̣t, tham gia tạạ̣o bọt vàà̀ giữũ̃ bọt cho bia. Quáấ́ trìà̀nh nàà̀y phụạ̣ thuộạ̣c vàà̀o thờà̀i gian đun sôi vàà̀ đượạ̣c chứấ́ng minh ởả̉ bảả̉ng 3.1:

Bảng 5: Sự thay đổổ̉i chất đắng theo thời gian đun sôi

Thời gian đun sôi Hàà̀m lượng chất đắng (mg/l)

P a g e | 4 7

10 60 128 180

Cáấ́c tinh dầà̀u trong hoa houblon khi đun sôi sẽũ̃ khuếấ́ch táấ́n trong nướấ́c vàà̀ bay hơi ra ngoàà̀i hoặạ̣c bịạ̣ mấấ́t tiếấ́p trong quáấ́ trìà̀nh lên men. Lượạ̣ng tồà̀n tạạ̣i còà̀n lạạ̣i rấấ́t nhỏ sẽũ̃ tạạ̣o cho bia cóấ́ mùi thơm dịạ̣u đặạ̣c trưng.

Cáấ́c hợạ̣p chấấ́t polyphenol của hoa houblon thuộạ̣c nhóấ́m flavonoid. Khi hòà̀a tan vàà̀o dịạ̣ch đườà̀ng ởả̉ nhiệạ̣t độạ̣ cao sẽũ̃ táấ́c dụạ̣ng vớấ́i cáấ́c hợạ̣p chấấ́t protein cao phân tửả̉ tạạ̣o thàà̀nh cáấ́c phứấ́c chấấ́t keo dễ kếấ́t lắấ́ng vàà̀ kéo cáấ́c phầà̀n tửả̉ cặạ̣n lắấ́ng xuốấ́ng đáấ́y nồà̀i để tăng độạ̣ bềà̀n keo vàà̀ tíấ́nh ổả̉n địạ̣nh sinh học cho bia. Cáấ́c hợạ̣p chấấ́t nàà̀y cũũ̃ng tham gia vàà̀o việạ̣c tạạ̣o sứấ́c căng bềà̀ mặạ̣t, giúấ́p tạạ̣o vàà̀ giữũ̃ bọt cho sảả̉n phẩm.

 Sự keo tụạ̣ vàà̀ kếấ́t tủa của protein

Khi nhiệạ̣t độạ̣ tăng lên, cáấ́c chấấ́t keo trong dịạ̣ch đườà̀ng như dextrin, protein, pectine, pentosan, tannin… cùng vớấ́i cáấ́c acid đắấ́ng của houblon kếấ́t díấ́nh lạạ̣i vớấ́i nhau vàà̀ xảả̉y ra hiệạ̣n tượạ̣ng keo tụạ̣. Bên cạạ̣nh đóấ́, vìà̀ pH của dịạ̣ch đườà̀ng kháấ́ gầà̀n vớấ́i điểm đẳng điệạ̣n của mộạ̣t sốấ́ protein nên chúấ́ng biếấ́n tíấ́nh vàà̀ kếấ́t tủa. Quáấ́ trìà̀nh nàà̀y cóấ́ ýấ́ nghĩa nhấấ́t địạ̣nh, cáấ́c protein không ổả̉n địạ̣nh còà̀n lạạ̣i trong dịạ̣ch đườà̀ng làà̀ mộạ̣t trong nhữũ̃ng nguyên nhân chíấ́nh gây ra hiệạ̣n tượạ̣ng đụạ̣c bia.

 Cáấ́c biếấ́n đổi kháấ́c

Trong dịạ̣ch đườà̀ng đun sôi vớấ́i houblon, mộạ̣t lượạ̣ng đáấ́ng kể cáấ́c chấấ́t khửả̉ đượạ̣c tạạ̣o thàà̀nh. Chíấ́nh lượạ̣ng nàà̀y đã làà̀m thay đổả̉i thếấ́ oxy hóấ́a khửả̉ của hệạ̣ thốấ́ng theo hướấ́ng tăng chấấ́t lượạ̣ng sảả̉n phẩm vềà̀ màà̀u sắấ́c, độạ̣ trong, độạ̣ bềà̀n keo, độạ̣ bềà̀n sinh học…

Sự hòà̀a tan cáấ́c chấấ́t màà̀u của houblon vàà̀ sự oxy hóấ́a cáấ́c chấấ́t tannin hòà̀a trong malt dẫũ̃n đếấ́n việạ̣c tạạ̣o thàà̀nh melanoidin giúấ́p gia tăng cườà̀ng độạ̣ màà̀u cho bia. Mặạ̣t kháấ́c, vìà̀ điềà̀u kiệạ̣n nhiệạ̣t độạ̣ cao (>100oC) vàà̀ thờà̀i gian kéo dàà̀i (60 ÷ 90 phúấ́t) nên hệạ̣ enzyme cóấ́

trong nguyên liệạ̣u bịạ̣ pháấ́ hủy đồà̀ng thờà̀i cáấ́c vi sinh vậạ̣t cũũ̃ng bịạ̣ tiêu diệạ̣t, đảả̉m bảả̉o tíấ́nh vô trùng cho dịạ̣ch đườà̀ng.

Cáấ́c yếấ́u tốấ́ ảả̉nh hưởả̉ng đếấ́n cáấ́c quáấ́ trìà̀nh biếấ́n đổả̉i nàà̀y làà̀ nhiệạ̣t độạ̣ vàà̀ pH dịạ̣ch đườà̀ng, thờà̀i gian nấấ́u, sự xâm nhậạ̣p của O2, lượạ̣ng protein khảả̉ kếấ́t, thàà̀nh phầà̀n hóấ́a học của nướấ́c, nồà̀ng độạ̣ cáấ́c chấấ́t hòà̀a tan, chủng loạạ̣i hoa, điềà̀u kiệạ̣n canh táấ́c, thờà̀i gian vàà̀ chếấ́ độạ̣ bảả̉o quảả̉n.

 Phương pháá́p thực hiện

Dịạ̣ch đườà̀ng sau khi lọc táấ́ch bã malt đượạ̣c trộạ̣n lẫũ̃n vớấ́i dịạ̣ch rửả̉a bã rồà̀i đưa vàà̀o nồà̀i đun sôi. Ngườà̀i ta tíấ́nh toáấ́n vàà̀ dự trù sao cho khi kếấ́t thúấ́c quáấ́ trìà̀nh rửả̉a bã malt thìà̀ dịạ̣ch đườà̀ng trong thiếấ́t bịạ̣ đun vừà̀a sôi. Houblon cóấ́ thể đượạ̣c nạạ̣p hai hoặạ̣c ba lầà̀n vớấ́i khoảả̉ng cáấ́ch thờà̀i gian kháấ́c nhau. Tuy nhiên, thông thườà̀ng, ngườà̀i ta nạạ̣p hai lầà̀n vớấ́i lầà̀n thứấ́ nhấấ́t trong 75 - 90 phúấ́t để tríấ́ch ly cáấ́c chấấ́t đắấ́ng vàà̀ cáấ́c polyphenol, lầà̀n thứấ́ hai trướấ́c khi kếấ́t thúấ́c đun sôi khoảả̉ng 10 - 15 phúấ́t để tríấ́ch ly cáấ́c tinh dầà̀u tạạ̣o hương.

Sau giai đoạạ̣n nàà̀y, ngườà̀i ta cóấ́ thể bổả̉ sung tráấ́i cây vàà̀o.

4.5. Lắng trong vàà̀ làà̀m lạnh dịụ̣ch đường

Trong suốấ́t thờà̀i gian houblon hóấ́a dịạ̣ch đườà̀ng, mộạ̣t lượạ̣ng lớấ́n protein vàà̀ tannin đượạ̣c kếấ́t lắấ́ng. Chúấ́ng cùng vớấ́i cáấ́c chấấ́t khoáấ́ng vàà̀ mộạ̣t sốấ́ hợạ̣p chấấ́t kháấ́c tạạ̣o nên thàà̀nh phầà̀n cặạ̣n lắấ́ng vàà̀ cầà̀n phảả̉i táấ́ch khỏi dịạ̣ch đườà̀ng. Sau đóấ́, dịạ̣ch đườà̀ng trong sẽũ̃ đượạ̣c làà̀m lạạ̣nh tớấ́i nhiệạ̣t độạ̣ cầà̀n thiếấ́t cho hoạạ̣t độạ̣ng của nấấ́m men ởả̉ quáấ́ trìà̀nh lên men. Ngườà̀i ta cóấ́ thể sửả̉ dụạ̣ng thiếấ́t bịạ̣ lắấ́ng cặạ̣n vàà̀ làà̀m lạạ̣nh riêng biệạ̣t hoặạ̣c kếấ́t hợạ̣p thàà̀nh thiếấ́t bịạ̣ lắấ́ng đa chứấ́c năng để thực hiệạ̣n quáấ́ trìà̀nh nàà̀y.

4.6. Lên men

Quáấ́ trìà̀nh nàà̀y đượạ̣c gọi làà̀ lên men chíấ́nh, vớấ́i biếấ́n đổả̉i quan trọng nhấấ́t làà̀ sự lên men rượạ̣u. Dướấ́i táấ́c dụạ̣ng xúấ́c táấ́c của cáấ́c nấấ́m men ởả̉ điềà̀u kiệạ̣n thíấ́ch hợạ̣p, mộạ̣t lượạ̣ng lớấ́n cáấ́c cơ chấấ́t chủ yếấ́u làà̀ cáấ́c đườà̀ng đơn giảả̉n vàà̀ dextrin bậạ̣c thấấ́p đượạ̣c chuyển hóấ́a thàà̀nh ethanol, khíấ́ carbonic vàà̀ mộạ̣t sốấ́ sảả̉n phẩm phụạ̣ như cáấ́c rượạ̣u bậạ̣c cao, ester, aldehyde, cáấ́c acid hữũ̃u cơ, glycerin… tham gia vàà̀o thàà̀nh phầà̀n của bia thàà̀nh phẩm. Ngoàà̀i ra, mộạ̣t sốấ́ hợạ̣p chấấ́t bịạ̣ biếấ́n đổả̉i trởả̉ vềà̀ dạạ̣ng không tan vàà̀ lắấ́ng dầà̀n xuốấ́ng dướấ́i ởả̉ dạạ̣ng kếấ́t tủa. Cáấ́c thàà̀nh phầà̀n mùi vàà̀ vịạ̣ cóấ́ trong tráấ́i cây cũũ̃ng đượạ̣c tríấ́ch ly, hòà̀a tan vàà̀o dịạ̣ch đườà̀ng vàà̀ tham gia tạạ̣o hương vịạ̣ độạ̣c đáấ́o cho bia. Mặạ̣t kháấ́c, cáấ́c đườà̀ng cóấ́ sẵn trong

tráấ́i cây cũũ̃ng đượạ̣c nấấ́m men sửả̉ dụạ̣ng để thực hiệạ̣n cáấ́c chuyển hóấ́a cầà̀n thiếấ́t trong giai đoạạ̣n lên men cũũ̃ng như trong thờà̀i gian ổả̉n địạ̣nh sảả̉n phẩm. Khi đóấ́, cáấ́c biếấ́n đổả̉i vẫũ̃n tiếấ́p tụạ̣c xảả̉y ra ởả̉ tốấ́c độạ̣ chậạ̣m vàà̀ bia ngàà̀y càà̀ng cóấ́ mùi vịạ̣ hấấ́p dẫũ̃n hơn.

 Cơ chế của quáá́ trình lên men

Phương trìà̀nh tổả̉ng quáấ́t của sự chuyển hóấ́a đườà̀ng hexose thàà̀nh rượạ̣u như sau: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Toàà̀n bộạ̣ quáấ́ trìà̀nh chuyển hóấ́a từà̀ đườà̀ng thàà̀nh ethanol tuân theo sơ đồà̀ Embden – Meyerhof vớấ́i mộạ̣t chuỗũ̃i cáấ́c phảả̉n ứấ́ng sinh hóấ́a phứấ́c tạạ̣p vớấ́i sự tham gia của hàà̀ng loạạ̣t cáấ́c enzyme xúấ́c táấ́c.

Ở giai đoạạ̣n đầà̀u, cáấ́c hợạ̣p chấấ́t đườà̀ng – phosphate đượạ̣c tạạ̣o thàà̀nh vớấ́i hợạ̣p chấấ́t cuốấ́i làà̀ fructo-1,6-diphosphate. Hợạ̣p chấấ́t nàà̀y tiếấ́p tụạ̣c đượạ̣c chuyển hóấ́a ởả̉ giai đoạạ̣n thứấ́ hai thàà̀nh sảả̉n phẩm cuốấ́i cùng làà̀ acid pyruvic. Acid nàà̀y bịạ̣ carboxyl hóấ́a thàà̀nh acetaldehyde vàà̀ CO2 rồà̀i chuyển hóấ́a thàà̀nh ethanol.

Hình:Tóó́m tắt cơ chếó́ chuyển hóó́a đường glucose thành ethanol

 Cáá́c yếu tố aở̉nh hưởở̉ng đến quáá́ trình lên men

Quáấ́ trìà̀nh lên men chịạ̣u ảả̉nh hưởả̉ng của rấấ́t nhiềà̀u yếấ́u tốấ́ kháấ́c nhau, trong đóấ́ cáấ́c yếấ́u tốấ́ quan trọng nhấấ́t làà̀:

- Chấấ́t lượạ̣ng của nấấ́m men

Đây làà̀ yếấ́u tốấ́ quan trọng góấ́p phầà̀n vàà̀o sự thàà̀nh công của quáấ́ trìà̀nh lên men vàà̀ hương vịạ̣ đặạ̣c trưng cho mỗũ̃i loạạ̣i bia. Nóấ́ đượạ̣c xem xét qua cáấ́c chỉả̉ tiêu: tốấ́c độạ̣ vàà̀ mứấ́c độạ̣ lên men, hàà̀m lượạ̣ng sảả̉n phẩm bậạ̣c hai tạạ̣o thàà̀nh, tốấ́c độạ̣ vàà̀ khảả̉ năng kếấ́t lắấ́ng, mứấ́c độạ̣ thoáấ́i hóấ́a vàà̀ khảả̉ năng chốấ́ng chịạ̣u. Nấấ́m men càà̀ng tốấ́t thìà̀ chấấ́t lượạ̣ng bia càà̀ng cao vàà̀ cóấ́ thể đượạ̣c táấ́i sửả̉ dụạ̣ng nhiềà̀u lầà̀n.

- Lượạ̣ng nấấ́m men ban đầà̀u

Nếấ́u mậạ̣t độạ̣ nấấ́m men gieo cấấ́y quáấ́ nhiềà̀u thìà̀ nấấ́m men nhanh chóấ́ng đạạ̣t đếấ́n trạạ̣ng tháấ́i cân bằà̀ng độạ̣ng, sảả̉n phẩm vìà̀ thếấ́ màà̀ kém hương vịạ̣ đặạ̣c trưng. Ngượạ̣c lạạ̣i, nếấ́u quáấ́ íấ́t sẽũ̃ làà̀m khảả̉ năng nảả̉y chồà̀i của nấấ́m men thấấ́p, mứấ́c độạ̣ lên men yếấ́u vàà̀ thờà̀i gian kéo dàà̀i, sảả̉n phẩm bậạ̣c hai cũũ̃ng vìà̀ đóấ́ màà̀ tăng lên nhiềà̀u, ảả̉nh hưởả̉ng không tốấ́t đếấ́n bia thàà̀nh phẩm. Thông thườà̀ng, đốấ́i vớấ́i quáấ́ trìà̀nh lên men nổả̉i, lượạ̣ng nấấ́m men thườà̀ng làà̀ 5.106 ÷ 8.106 tếấ́ bàà̀o/ml, lên men chìà̀m: 8.106 ÷ 12.106 tếấ́ bàà̀o/ml.

- Nồà̀ng độạ̣ dịạ̣ch đườà̀ng houblon hóấ́a

Dịạ̣ch đườà̀ng houblon hóấ́a nên ởả̉ mứấ́c 11 ÷ 12% để đảả̉m bảả̉o cho sự pháấ́t triển của nấấ́m men vàà̀ tốấ́c độạ̣ lên men mộạ̣t cáấ́ch tốấ́t nhấấ́t. Nồà̀ng độạ̣ đườà̀ng cao quáấ́ sẽũ̃ ứấ́c chếấ́ hoạạ̣t độạ̣ng của nấấ́m men. Tuy nhiên, nếấ́u quáấ́ thấấ́p, nấấ́m men sẽũ̃ pháấ́t triển chậạ̣m.

- Nhiệạ̣t độạ̣ dịạ̣ch lên men

Yếấ́u tốấ́ nàà̀y ảả̉nh hưởả̉ng mạạ̣nh đếấ́n quáấ́ trìà̀nh lên men. Vìà̀ mỗũ̃i loạạ̣i nấấ́m men cóấ́ khoảả̉ng nhiệạ̣t độạ̣ thíấ́ch hợạ̣p kháấ́c nhau nên phảả̉i tạạ̣o điềà̀u kiệạ̣n tốấ́i ưu nhấấ́t vềà̀ nhiệạ̣t độạ̣ cho sự pháấ́t triển vàà̀ hoạạ̣t độạ̣ng của nấấ́m men.

- Áp suấấ́t bềà̀ mặt

Yếấ́u tốấ́ nàà̀y xáấ́c địạ̣nh mứấ́c độạ̣ bão hòà̀a của CO2 trong dịạ̣ch lên men vàà̀ vìà̀ thếấ́ ảả̉nh hưởả̉ng trực tiếấ́p đếấ́n quy trìà̀nh công nghệạ̣. Áp suấấ́t lên men càà̀ng cao làà̀m ứấ́c chếấ́ hoạạ̣t độạ̣ng của nấấ́m men vàà̀ hạạ̣n chếấ́ sinh khốấ́i tạạ̣o thàà̀nh. Tuy nhiên, ởả̉ thờà̀i điểm gầà̀n kếấ́t thúấ́c, áấ́p suấấ́t tăng sẽũ̃ hạạ̣n chếấ́ cáấ́c quáấ́ trìà̀nh oxy hóấ́a, tăng độạ̣ bềà̀n cho bia. Vìà̀ thếấ́, ngườà̀i