II. Thuyết minh quy trình 1 Xử lý nguyên liệu.
3. Nấu nguyên liệu:
Mục đích:
Chuyển các chất có trong nguyên liệu từ trạng thái không hoà tan sang trạng thái hoà tan nhờ tác động của các hệ enzim thuỷ phân.Và cùng với các chất hòa tan trong quá trình thủy phân tạo thành chất chiết của dịch đường (nước nha).
Phương pháp nấu:
Có ba phương pháp nấu bia là phương pháp ngâm, phương pháp đun sôi và phương pháp kết hợp giữa đun sôi với ngâm.
Ưu điểm của phương pháp ngâm là thời gian nấu ngắn nên ít tốn năng lượng, nhưng có nhược điểm là khối nấu không được đun sôi nên đường hoá không triệt để.
Ưu điểm của phương pháp đun sôi là phá vỡ triệt để cấu trúc tế bào tinh bột nên tăng hiệu suất quá trình thuỷ phân. Nhược điểm của phương pháp này là thời gian nấu kéo dài, tốn nhiều năng lượng và có thể xảy ra các phản ứng phụ không cần thiết.
Lựa chọn phương pháp đun sôi:
Các biện pháp xử lý nguyên liệu khi nấu bia dùng nguyên liệu thay thế lớn hơn 30%:
Bổ sung chế phẩm enzyme: β – glucanase; α, β – amylase; protease. Thứ liệu nghiền mịn, malt nghiền thô.
Dùng nước mềm và điều chỉnh PH = 5,2 – 5,6. • Nồi nấu nguyên liệu thay thế:
Toàn bộ nguyên liệu thay thế (đã nghiền mịn) 10 – 15% bột malt trộn đều với nước ấm, nâng đến nhiệt độ 500C, điều chỉnh PH= 5,2 – 5,5 (thường dùng acid lactic… để điều chỉnh). Duy trì ở nhiệt độ 500C trong vòng 30 – 40 phút. Bổ sung chế phẩm enzyme Sau đó nâng nhiệt độ lên 750C trong vòng 10 – 20 phút tạo điều kiện cho enzyme α – amylase hoạt động cắt ngắn mạch tinh bột tạo thành các dextrin, làm giảm độ nhớt của khối cháo. Nâng nhiệt 90 – 950C trong vòng 25 phút.
• Nồi malt:
Bột malt còn lại hoà với nước ấm nâng lên nhiệt độ 500C trong vòng 20 phút, pH = 5,2 – 5,6, bổ sung muối và enzyme, bơm khối cháo ở nồi nấu nguyên liệu thay thế về nồi malt và khống chế nhiệt độ 650C trong vòng 40 phút, sau đó nâng nhiệt độ lên 750C trong 10 – 15 phút, cuối cùng nâng nhiệt độ lên 780C rồi tiến hành lọc.
Kết thúc quá trình nấu ta được dịch đường hoá.
Các quá trình xảy ra khi nấu nguyên liệu:
• Quá trình dịch hoá: (cnez nguyễn đức lượng chủ biên)
Dịch hoá là quá trình cắt tinh bột thành những đoạn ngắn, tạo điều kiện cho quá trình đường hoá và tránh hiện tượng thoái hoá tinh bột.
Ở giai đoạn này, người ta thường sử dụng enzyme amylase và protease của vi khuẩn. Các loại enzyme thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao và có khả năng chịu nhiệt độ cao rất tốt, nhiệt độ cao thường làm biến tính enzyme có trong malt, do đó việc bổ sung enzyme có khả năng chịu nhiệt từ nguồn vi sinh vật là rất cần thiết.
Khi ta cho nguyên liệu thay thế malt vào trong hỗn hợp, các loại nguyên liệu này không được thủy phân triệt để, dễ dàng tạo ra độ nhớt cao, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng đường hoá và lên men sau này. Nếu ta cho enzyme chịu nhiệt từ nguồn vi sinh vật thì sẽ cải thiện được những nhược điểm trên.
• Quá trình đường hoá: (cnsxm&bnxbkh&kt pgs ts hoang dinh hoa, cnlm nxbđn chu biên kỹ sư phan bich ngọc )
Khi đường hoá dưới tác dụng của các enzyme protease protein bị thuỷ phân thành các axitamin, các peptide, polypeptide… một phần các chất này sẽ là thức ăn cho nấm men, một phần khác là phần không thể thiếu được của bia thành phẩm. Có khoảng 30 – 40% tổng số lượng đạm trong nguyên liệu được chuyển vào nước dưới dạng hòa tan làm cho nước nha trở nên giàu chất dinh dưỡng cho nấm men sinh trưởng và phát triển.
Khi đường hoá enzyme protease thuỷ phân proteinase thể hiện hoạt tính lớn nhất. Nó thuỷ phân protein thành các polypeptide không đông tụ. Tiếp theo dưới tác dụng của enzyme polypeptidase các polypeptide chuyển thành axitamin, lúc chế biến malt nếu sấy malt cao quá nhiệt độ quy định, enzyme này bị mất hoạt lực nên khâu chuyển hoá quan trọng này không thể tiến hành nhanh chòng được, trong trường hợp này bản thân protease phải phân cắt không chỉ các mối liên kết peptide trong protein, mà trong cả polypeptide khác nhau thậm chí cả trong dipeptide.
Mặc dù lượng protein có trong dịch lên men rất ít nhưng nó ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo bọt và độ bền của bia.
Các sản phẩm thuỷ phân của protein không tách khỏi dung dịch khi đun sôi, nhưng nó có tính keo. Albumoza, pepton và các polypeptide tham gia vào việc tạo bọt và tăng vị cho bia, còn peptide và axitamin cần thiết cho sự sinh trưởng của nấm men về sau.
Quá trình thuỷ phân protein dưới tác dụng của enzyme protease phụ thuộc vào nhiệt độ và PH của môi trường. Ở nhiệt độ 500C và PH = 5,6 – 5,9 là điều kiện thuận lợi để tích luỹ các sản phẩm thuỷ phân có phân tử lượng nhỏ như axitamin. Ngược lại ở nhiệt độ 600C sẽ tích luỹ các sản phẩm thuỷ phân có phân tử lượng cao như polypeptide.
Cùng với sự thuỷ phân, trong quá trình đường hoá một phần protein bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Sự đông tụ bắt đầu ở nhiệt độ trước 600C ở nhiệt độ này leucozin bắt đầu đông tụ. Khi tăng nhiệt độ đến 900C globulin bắt đầu đông tụ. Khi đun sôi một số protein khác bắt đầu biến tính và
đông tụ. Mặt khác một phần protein kết tủa do liên kêt với các tannin có trong vỏ malt, quá trình đông tụ và kết tủa này rất quan trọng đối với các giai đoạn công nghệ về sau.