- CH 2 CH COOHNH
1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA Giới thiệu chung về bia
1.1. Giới thiệu chung về bia
Danh từ bia (beer) bắt nguồn từ tiếng latinh "bibere" nghĩa là thức uống. Các nhà thờ thời Trung cổ đã sản xuất bia và phổ biến tên gọi này khắp Châu Âu. Tiếng Đức cổ gọi là "baere", tƣơng ứng với "beer" của tiếng Anh đƣơng đại.
Bia là loại nƣớc giải khát có từ lâu đời, có giá trị dinh dƣỡng cao và độ ethanol thấp, mùi vị thơm ngon và bổ dƣỡng. Uống bia với một lƣợng thích hợp khơng những có lợi cho sức khoẻ, ăn cơm ngon, dễ tiêu hố mà cịn giảm đƣợc sự mệt mỏi sau những ngày làm việc cực nhọc. Bia có tác dụng giải khát, ngồi ra nó cịn chứa vitamin B1, B2, PP và rất nhiều acid amin cần thiết cho cơ thể. Năng lƣợng thu đƣợc khi sử dụng 0,5 lít bia tƣơng đƣờng với ăn 100g bánh mỳ, 300ml rƣợu vang 120V, 300g khoai tây. Một lít bia mang lại cho ngƣời sử dụng khoảng 400÷500kcal. Bia đƣợc chế biến từ hạt đại mạch nẩy mầm, nguyên liệu thay thế (gạo, ngô…), hoa houblon, nƣớc và nấm men. Hƣơng thơm và vị của bia là do các hợp chất chiết từ nguyên liệu, từ các quá trình lên men dịch đƣờng sinh ra rƣợu, CO2 và các sản phẩm lên men khác. Nhờ những ƣu điểm này, bia đƣợc sử dụng hầu hết khắp các nƣớc trên thế giới và sản lƣợng của nó ngày càng tăng.
Theo dấu tích của các nhà khảo cổ học đã tìm thấy và chứng minh quá trình sản xuất bia cách đây 5÷7 nghìn năm. Mãi đến năm 1857 nhà bác học ngƣời Pháp Louis – Pasteur đã tạo ra bƣớc ngoặt lớn cho ngành cơng nghệ sản xuất bia, đó là khi ơng phát hiện ra “Nấm men - vi sinh vật mà hoạt động của chúng đã làm nên quá trình lên men bia”. Đến cuối thế kỷ 19 một số nhà khoa học Đức, Nga mới chứng minh đƣợc rằng nấm men tạo nên các enzyme và các enzyme này có khả năng chuyển hố đƣờng thành rƣợu và CO2, đây là thành phần quan trọng nhất của bia.
225
nhiên sản lƣợng bia của Việt Nam còn rất khiêm tốn so với sản lƣợng bia của các nƣớc có cơng nghiệp sản xuất bia phát triển, nhƣ Mỹ, Tiệp Khắc, Đức,... Mức tiêu thụ bia của nƣớc ta cũng rất thấp khoảng 17 lít/ngƣời/năm, trong khi đó Tiệp Khắc 154 lít/ngƣời/năm, Đức 147 lít/ngƣời/năm...
Ngành bia nƣớc ta mới phát triển nhanh từ sau 1990, nhƣng từ 1993 đến 1995, sản lƣợng đã tăng gấp đôi. Theo số liệu của Bộ Cơng nghiệp, cả nƣớc hiện có trên 300 cơ sở sản xuất bia với cơng suất thiết kế 1,7 tỷ lít/năm. Những nhà máy bia lớn ở nƣớc ta nhƣ bia Việt Nam, Sài gòn, bia Hà Nội, bia Huda,… Ở khắp các địa phƣơng đều có các nhà máy bia với quy mơ khác nhau. Sản lƣợng bia năm 2003 đạt khoảng 1 tỷ lít. Tốc độ tăng trƣởng của ngành bia đƣợc dự báo khá cao khoảng 15%/năm.
Một cách tổng quát nhất, việc sản xuất ra bia bao gồm các công đoạn sau: - Xay, nghiền nguyên liệu;
- Nấu hay thủy phân nguyên liệu;
- Đun sôi dịch đƣờng thu đƣợc với hoa houblon hoặc các sản phẩm chế biến từ hoa houblon;
- Lắng trong và làm lạnh dung dịch đã đun sôi; - Lên men dung dịch đã làm lạnh bằng nấm men;
- Làm trong, bổ sung thêm carbon dioxide (CO2), chiết rót vào bao bì, thanh trùng.
1.2. Nguyên liệu sản xuất bia
Nguyên liệu sản xuất bia gồm 3 loại cơ bản: malt đại mạch, hoa houblon, nƣớc. Ngồi ra, cịn phải kể đến nguyên liệu thay thế malt đại mạch nhƣ các loại dịch đƣờng và các loại hạt chƣa nẩy mầm (gạo, ngơ, lúa mì, …).
1.2.1. Malt đại mạch
Malt là hạt hòa thảo nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo xác định. Nó là sản phẩm rất giàu chất dinh dƣỡng: chứa 16÷18% các chất phân tử lƣợng thấp dễ hòa tan (chủ yếu là đƣờng đơn), dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khống, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú (chủ yếu là protease và amylase).
Malt đại mạch đƣợc dùng để chế biến nhiều thực phẩm có chất lƣợng cao nhƣ bột dinh dƣỡng cho trẻ em, các loại đồ uống tổng hợp cho ngƣời già và phụ nữ có thai... nhƣng có lẽ cơng dụng lớn nhất của malt đại mạch là dùng để sản xuất các loại đồ uống có nồng độ ethanol thấp, nhất là bia.
Malt đại mạch gồm 2 loại: malt vàng và malt đen. Ngồi ra cịn có một số loại malt dùng làm phụ gia trong sản xuất bia nhƣ: malt caramen, malt cà phê...
Malt đại mạch dùng trong sản xuất bia với 2 mục đích, vừa là tác nhân đƣờng hóa vừa là nguyên liệu. Trong sản xuất bia chủ yếu là dùng malt đại mạch vì:
- Đại mạch dễ điều khiển quá trình ƣơm mầm;
- Đại mạch cho tỉ lệ enzyme cân đối thích hợp cho cơng nghệ sản xuất bia; - Vỏ đại mạch dai nên nghiền ít nát và tạo lớp trợ lọc rất xốp;
- Malt đại mạch cho bia có hƣơng vị đặc trƣng hơn so với các loại malt khác; - Riêng đối với một số nƣớc thì đại mạch dễ trồng hơn so với các loại lúa mạch khác.
226
* Cấu tạo hạt đại mạch: Về cơ bản hạt đại mạch đặc biệt giống các loại hạt trong họ lúa mỳ, gồm bốn bộ phận chính là vỏ, lớp aleurone, nội nhũ và phôi.
- Vỏ: Hầu hết hạt các loại đại mạch đƣợc bao bọc bên ngoài bằng lớp vỏ trấu. Một số rất ít loại đại mạch khơng có vỏ trấu, các loại này không đƣợc sử dụng trong công nghiệp bia.
Ở đại mạch hai hàng vỏ trấu khá mỏng và mềm, chiếm khoảng 7÷8% khối lƣợng chất khơ của hạt, cịn ở đại mạch đa hàng vỏ trấu dày và thơ hơn, có thể chiếm đến 11%. Kích thƣớc hạt càng bé thì tỷ lệ vỏ/hạt càng lớn.
Thành phần hóa học của vỏ trấu chủ
yếu là cellulose và hemicellulose, trong đó có chứa một số chất có ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng bia, nhƣ polyphenol, chất đắng và acid testinic. Vỏ trấu chiếm khối lƣợng chủ yếu của phần vỏ.
Dƣới lớp vỏ trấu là vỏ quả cấu tạo từ khoảng 3 lớp tế bào sắp xếp theo cách tạo độ dai và bền cơ học cao. Tiếp theo là vỏ hạt chỉ gồm khoảng hai lớp tế bào đóng vai trị màng bán thấm. Nƣớc có thể thấm vào bên trong nhƣng chất tan không thấm ra đƣợc bên ngoài màng này. Vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt với nhau và chúng dễ dàng đƣợc tách ra khỏi vỏ trấu.
- Lớp aleurone: Ở đại mạch hai hàng lớp aleurone gồm hai lớp tế bào hình lăng
kính có thành dày, cịn ở đại mạch đa hàng thì số lớp tế bào nhiều hơn. Các tế bào cấu thành nên aleurone rất giàu protein, chất béo, đƣờng, vitamin và chất khoáng. Lớp này là điểm xuất phát quan trọng cho sự tổng hợp enzyme phân giải nội nhũ trong quá trình sản xuất malt.
Hình 6.2. Mặt cắt hạt đại mạch