II. Thuyết minh quy trình 1 Xử lý nguyên liệu.
7. Lên men chính.
Chuyển hoá các chất đường và dextrin thấp phân tử trong nước nha thành C2H5OH, CO2. Đồng thời, còn tạo ra các sản phẩm phụ như este, axit hữu cơ, rượu bậc cao, aldehyt, glyxerin … hoà tan vào dịch lên men tạo thành bia non.
Tiến hành:
Dịch lên men sau khi làm lạnh được bổ sung không khí vô trùng (khoảng 8mg O2/lít dịch đường) rồi đưa vào thùng lên men. Dịch men giống được chuyển vào thùng lên men theo luồng dịch đường với tỷ lệ 1 lít men giống đặc/100 lít dịch lên men nhằm tạo điều kiện cho nấm men tiếp xúc tốt với môi trường. Nhiệt độ lên men chính là 90C, áp suất dư trong thiết bị lên men chính là 0,2 ÷ 0,4at, CO2 sinh ra trong quá trình lên men sẽ hoà tan vào bia non một phần. Độ hoà tan của CO2 vào bia non sẽ tăng khi nhiệt độ giảm, do đó để đảm bảo lượng CO2 hoà tan trong bia nhiều thì nhiệt độ thời kỳ cuối của quá trình lên men khoảng 50C, hàm lượng CO2 trong bia non phải đạt 0,2%. Thời gian lên men chính phụ thuộc vào nồng độ dịch lên men đầu tiên và nhiệt độ lên men. Lên men chính được xem là kết thúc khi chất chiết trong dịch lên men giảm đi từ 0,15÷0,2% ngày đêm. Đối với dịch lên men có nồng độ 16% thì thời gian lên men chính chọn 9 ngày.
Nấm men bia:
Có 2 chủng:
+ Saccharomyces cerevisiae: thuộc loại lên men nổi
+ Saccharomyces carlsbergensis: thuộc loại lên men chìm
Nhà máy sử dụng chủng nấm men chìm, quá trình lên men xảy ra trong lòng môi trường, khi lên men xong các tế bào kết thành chùm lắng xuống đáy. Do đó, bia chóng tự trong hơn so với lên men nổi. Dịch lên men có nồng độ khá cao nên yêu cầu chủng nấm men có khả năng chịu được áp suất thẩm thấu lớn.
Các quá trình cơ bản xảy ra khi lên men chính:
Quá trình sinh lý: Xảy ra ở giai đoạn đầu của quá trình lên men.
Trong giai đoạn này do dịch đường có khí oxi, nấm men hô hấp hiếu khí tăng sinh khối, tổng hợp enzyme.
Quá trình sinh hóa: Xảy ra cuối quá trình sinh lý khi trong dịch
đường không còn khí oxi, nấm men trở sang hô hấp kị khí. Trong quá trình sinh hóa có các quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ khác để tạo ra các sản phẩm thứ cấp như glycerin, andehyt, rượu bậc cao, diacetyl.
Quá trình lên men đường thành rượu etylic va dioxide cacbon. C6H12O6 → C2H5OH + CO2 + Q.
Các lọai đường khác nhau thì tốc độ lên men khác nhau: - Hecxose: Glucose, fructose là đường lên men khởi động. - Disaccharide: maltose, saccharose lên men chính.
- Maltotniose: Đường có 3 gốc glucose lên men chậm hơn, lên men phụ ủ chín bia.
• Quá trình hình thành và chuyển hóa các hợp chất thứ cấp:
Mùi bơ trong bia là do 80% diacetyl và 20% các Vicinal Diketon gây ra. Diacetyl nguyên chất là chất lỏng không màu hoặc có màu vàng nhạt có mùi hôi mạnh tác động nhiều đến hệ thần kinh. Với hàm lương > 0,1ppm gây ra mùi vị khó chịu cho bia. Do vậy bia có hàm lượng diacetyl < 0,1ppm là đạt yêu cầu.
Đường bậc cao: Không tan trong nước, có dạng như dầu có mùi hôi do vậy còn có tên là dầu fusel. Nhìn chung đường bậc cao có ảnh hưởng không tốt đặc biệt khi hàm lượng lớn hơn 100mg/lít.
Andehyl: Là sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Gây mùi bia non không thơm dịu, trong quá trình ủ chín bào tử bia thì hàm lượng andehyt giảm dần. • Các biến đổi lý hóa khác:
Giảm pH: pH trong quá trình lên men giảm dần, trước khi lên men pH = 5,2 – 5,6, sau khi lên men pH = 4,2 – 4,6.
Giảm độ màu: (EBC) Trong quá trình lên men độ màu giảm khoảng 3EBC do pH giảm và so tế bào nấm men phát triển hấp thụ màu.
Sự tạo bọt: Là hệ khí trong lỏng, trong quá trình lên men tạo CO2 và tạo thành bọt. Protein kết hợp với acid đắng làm bền bọt.