ở phía dƣới, gần đế của hạt, bào gồm phơi lá, phôi rễ và nằm giữa chúng là phôi thân. Phôi là phần của hạt sẽ phát triển thành cây khi hạt nẩy mầm. Khi hạt nẩy mầm, phôi sẽ phóng thích các hormone, các hormone này sẽ làm cho các tế bào aleurone sản sinh các enzyme phân giải nội nhũ. Ngăn cách giữa phôi và nội nhũ là ngù. Ngù là một màng bán thấm, chỉ cho các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nƣớc vào trong nội nhũ để thủy phân chất dự trữ chứa trong đó trong q trình ƣơm mầm. Đối với công nghệ sản xuất bia, vai trị của phơi hạt là trạm hoạt hóa và là nhà máy sản xuất enzyme. Nhờ có hoạt động của phơi mà hạt đại mạch có thể đƣợc chuyển hóa thành malt đại mạch – một nguyên liệu trực tiếp vừa là nguồn dự trữ cơ chất vừa là kho chứa các enzyme cần thiết cho quá trình sản xuất bia.
* Thành phần hóa học của hạt đại mạch: Thành phần hóa học của hạt đại mạch phụ thuộc vào giống đại mạch, các điều kiện canh tác, thu hoạch và bảo quản. Việc chọn đại mạch cho sản xuất bia trƣớc hết cần căn cứ vào các chỉ số về thành phần hóa học. Thành phần hóa học của hạt đại mạch bao gồm: nƣớc, hợp chất glucid, hợp chất nitơ và các chất vô cơ.
- Nước: Hàm lƣợng nƣớc có ý nghĩa đối với q trình vận chuyển, bảo quản và
định giá hạt. Hàm ẩm cao sẽ xúc tiến q trình hơ hấp và tự bốc nóng, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển gây tổn hao chất khô, giảm chất lƣợng và nhanh hƣ hỏng khối hạt. Đại mạch đem bảo quản phải chứa hàm ẩm ≤ 13%.
- Hợp chất glucid: Glucid là nhóm khối lƣợng lớn nhất trong hạt đại mạch, có thể phân thành các nhóm: đƣờng, tinh bột, cellulose và hemicellulose.
+ Đƣờng: Các đƣờng đơn giản trong đại mạch gồm glucose và fructose, khối lƣợng tổng cộng chiếm khoảng 0,3÷0,4% và đƣờng kép chủ yếu là saccharose, khối lƣợng chiếm khoảng 1,8% so với khối lƣợng chất khô của hạt. Các đƣờng đơn giản tuy ít nhƣng có vai trị làm chất dinh dƣỡng khởi đầu cho phôi khi bắt đầu nảy mầm.
+ Tinh bột: Tinh bột chiếm khoảng 50÷63% khối lƣợng chất khô của hạt đại mạch, đóng vai trị là nguồn dinh dƣỡng dự trữ cho mầm và nguồn dự trữ cung cấp các chất hòa tan cho lên men bia. Tinh bột phân bố nhiều nhất ở nội nhũ, một phần nhỏ ở phôi. Hạt tinh bột tạo thành từ hai hợp chất là amylose (khoảng 20÷25%) và amylopectine (75÷80%).
Amylose: Chuỗi phân tử amylose gồm khoảng 200÷400 đơn vị glucose, liên kết
-1,4 glycoside theo kiểu mạch thẳng. Một đầu mạch là đầu không khử, đầu kia là đầu
khử (do mang nhóm aldehyde). Khi tiếp xúc với dung dịch iodine, phân tử iodine bị hấp thụ vào trong đƣờng xoắn tạo thành phức chất màu xanh, khi cấu trúc xoắn bị phá vỡ thì phản ứng màu khơng cịn. Amylose tồn tại dạng tinh thể, dễ hịa tan trong nƣớc nóng tạo thành dung dịch khơng bền với độ nhớt khá thấp. Khi chịu tác dụng xúc tác của amylase, amylose dễ bị phân cắt thành các đƣờng maltose và glucose.
Amylopectin: Phân tử amylopectin tạo thành từ các đơn vị glucose xếp thành trục
chính, trên đó có nhiều mạch nhánh, mỗi nhánh khoảng 15÷30 đơn vị glucose. Số lƣợng đơn vị glucose có thể đến 6000. Tại những điểm rẽ nhánh, các glucose liên kết nhau qua liên kết α-1,6 glycoside, còn lại tất cả các điểm khác là liên kết α-1,4
228
glycoside. Amylopectin là chất vơ định hình, khơng tan trong nƣớc nóng mà chỉ có thể tạo thành hồ. Khi tiếp xúc với dung dịch iodine, amylopectine cho phản ứng màu tím.
Trong mơi trƣờng nhiều nƣớc, tinh bột bị thủy phân dƣới xúc tác của các enzyme amylase để tạo thành các sản phẩm theo độ phức tạp giảm dần, từ dextrin, oligosaccharide, maltose và cuối cùng là glucose.
Thành phần các sản phẩm thủy phân tinh bột có ý nghĩa lớn về mặt kỹ thuật sản xuất và chất lƣợng bia. Sự thủy phân tinh bột là quá trình nền tảng của quá trình sản xuất malt và sản xuất dịch lên men.
+ Cellulose: Cellulose chiếm khoảng 5÷6% khối lƣợng hạt đại mạch, tập trung ở vỏ trấu và đóng vai trị chất cấu trúc. Phân tử cellulose tạo nên từ khoảng 2000÷10000 đơn vị glucose, tổ chức theo mạch dài nhờ liên kết β-1,4 glycoside. Cấu tạo nhƣ vậy nên cellulose không tan trong nƣớc, hầu nhƣ không bị thủy phân bởi enzyme của malt và không ảnh hƣởng đến chất lƣợng bia. Ý nghĩa của cellulose là nhờ vỏ trấu tạo thành lớp vật liệu lọc phụ có giá trị trong công đoạn lọc bã malt.
+ Hemicellulose: Hemicellulose là thành phần chính cấu tạo nên màng tế bào nội nhũ. Hemicellulose là một phức hệ tạo thành từ các β-glucan (80÷90%) và pentosan (10÷20%). Hemicellulose có thể đƣợc thủy phân nhờ xúc tác của nhóm enzyme cytase, tạo thành các hexose và pentose. Tất cả các đƣờng đơn này hòa tan bền vững vào dịch đƣờng và tạo thành chất chiết, là nguồn cung cấp dinh dƣỡng quan trọng cho nấm men. Quá trình thủy phân hemicellulose, phá vỡ màng tế bào bởi enzyme cytase sẽ tạo điều kiện các enzyme thủy phân tinh bột, protein xâm nhập và thủy phân sâu vào bên trong tế bào nội nhũ. Q trình này đóng vai trị quan trọng ở giai đoạn nẩy mầm.