CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.3 Bia không cồn và bia có nồng độc ồn thấp
1.3.2 Các phương pháp sản xuất NABLAB
Các phương pháp sản xuất NABLAB có thểđược chia thành hai nhóm chính:
các phương pháp vật lý và các phương pháp sinh học. Các phương pháp vật lý
21
Các phương pháp vật lý sẽ tách loại cồn trong dịch sau lên men và yêu cầu có sựđầu tư về thiết bị để có thể loại bỏ cồn. Ưu điểm của các phương pháp này
là có thể loại bỏ hoàn toàn cồn, nhưng một nhược điểm khá lớn là chất lượng cảm quan của sản phẩm thu được sau khi cồn bị loại bỏ bị giảm đi so với sản phẩm bia
thông thường.
Các phương pháp vật lý để sản xuất bia NABLAB được phân thành hai nhóm dựa trên ngun tắc của q trình tách loại cồn ra khỏi dịch sau lên men, bao gồm:
phương pháp xử lý nhiệt và phương pháp sử dụng màng.
Ban đầu, bia được xử lý bằng cách chưng cất đểlàm bay hơi cồn ởđiều kiện áp suất khí quyển. Nhiệt độ cao làm ảnh hưởng nhiều đến hương vị bia, vì thế,
phương pháp này đã bị thay thế bằng phương pháp chưng cất chân khơng [50]. Nếu giảm áp suất, cồn có thểbay hơi ở nhiệt độ thấp hơn, giảm được tác động của nhiệt đến các thành phần khác của bia. Do đó, các quá trình xử lý nhiệt để sản xuất NAB được thực hiện ở áp suất tuyệt đối 4-20kPa, khi đó nhiệt độbay hơi của cồn khoảng 30-60oC. Mặc dù vậy, sự suy giảm về các tính chất cảm quan của bia vẫn xảy ra do tác dụng của nhiệt, phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian tiếp xúc. Các nhà máy sản xuất NAB ở quy mô công nghiệp đã chuyển sang sử dụng thiết bị chưng
cất chân khơng hoặc thiết bịbay hơi chân khơng. Nói chung, ưu điểm của phương
pháp xử lý nhiệt là khảnăng loại bỏ hoàn toàn cồn khỏi bia và thiết bị vận hành tự động. Tuy nhiên, chi phí mua thiết bị và chi phí vận hành khá lớn (tiêu thụ nhiều
năng lượng hơn) [50].
Các phương pháp sinh học
Các phương pháp sinh học dựa trên sự hình thành cồn trong quá trình lên
men bia để hạn chếlượng cồn tạo ra. Các phương pháp này thường được áp dụng tại các nhà máy bia thủ công nhỏ, không yêu cầu phải đầu tư thêm thiết bị, sản
phẩm tạo ra từ phương pháp này thường có hương vịđặc trưng. Tuy nhiên, việc
kiểm sốt q trình lên men giới hạn và lựa chọn được chủng giống men phù hợp là không dễ dàng. Đây là nhược điểm lớn khiến cho phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi. Hơn nữa, các phương pháp sinh học không thể tạo ra sản phẩm có nồng độ cồn gần bằng không như phương pháp vật lý [51].
Các phương pháp sinh học để sản xuất NABLAB dựa trên sự hạn chế cồn hình thành, được chia theo thiết bị sản xuất mà chúng yêu cầu và được chia nhỏ
22
hơn nữa tuỳ thuộc vào sự thay đổi trong công nghệ hoặc sử dụng loại nấm men
đặc biệt [51]. Các phương pháp này được sử dụng nhiều tại các nhà sản xuất bia thủ cơng nhỏ vì chúng khơng u cầu thêm thiết bị, trong đó, phương pháp lên
men có giới hạn là một cơng nghệ có triển vọng để phát triển.
Thay đổi quy trình đường hố cũng là một phương pháp để giới hạn lượng cồn tạo thành trong q trình lên men. Mục đích của quá trình này là thuỷ phân tinh bột trong nguyên liệu thành đường có thể lên men được và dextrin hồ tan.
Hàm lượng của các loại đường hình thành phụ thuộc vào hoạt động của các enzym.
Hàm lượng đường có thểlên men được trong dịch đường sẽ quyết định hàm lượng cồn trong sản phẩm. Do đó, bằng cách thay đổi quy trình đường hố, phổđường của dịch lên men sẽ được điều chỉnh để giảm lượng đường có thểlên men được, hạn chế q trình lên men, dẫn đến nồng độ cồn tạo ra thấp.
Việc dừng và hạn chế q trình lên men khó có thể thực hiện được để đạt
được nồng độ cồn thấp khi đang lên men dịch đường thành bia. Mục tiêu của
phương pháp này là giữ cho cồn ở mức thấp bằng cách loại bỏ nấm men trước khi quá trình lên men kết thúc hoặc tạo điều kiện đểquá trình trao đổi chất của nấm men bị hạn chế. Phương pháp này yêu cầu phân tích nhanh và chính xác hàm lượng cồn được tạo ra. Đây là cách tiếp cận thông thường nhất của các nhà sản xuất bia
với NABLAB. Sản phẩm bia tạo ra theo phương pháp này đặc trưng bởi hương vị
mạnh do aldehyde trong dịch chưa bị khử [52]. Q trình lên men có thể bị dừng nhanh chóng bằng cách làm lạnh nhanh đến 0oC, thanh trùng hoặc loại bỏ nấm
men bằng phương pháp lọc, ly tâm. Giai đoạn đầu của q trình lên men có thể
được thực hiện ở một khoảng nhiệt độ khá rộng mà không ảnh hưởng đáng kểđến sự hình thành các hợp chất tạo hương và sự khử aldehyde [53].
Việc sử dụng các chủng nấm men đặc biệt để hạn chế quá trình lên men, tạo
NABLAB cũng là một hướng tiếp cận đang được quan tâm. Sự khác biệt của các chủng nấm men đặc biệt này so với các chủng nấm men bia thông thường là chúng tạo ra lượng cồn thấp hơn hoặc hồn tồn khơng tạo ra cồn trong q trình lên men. Ngồi việc sử dụng một chủng nấm men đặc biệt, quy trình sản xuất NABLAB
theo phương pháp này giống với sản xuất các loại bia thông thường. Tuy nhiên, do nấm men hoạt động hạn chếnên hàm lượng chất chiết còn lại cao, dễ bị nhiễm vi sinh vật, nên cần phải có tiêu chuẩn cao vềđộ sạch và kiểm soát vi sinh [52]. Loại
23 nấm men đã được nghiên cứu và được coi là thích hợp nhất để sản xuất bia khơng cồn là Saccharomycodes ludwigii. Theo một số nhà nghiên cứu, bia lên men bằng
S.ludwigii có xu hướng ngọt hơn do hàm lượng maltose và maltotriose còn lại cao,
nhưng độ ngọt của hai loại đường này lại thấp hơn nhiều so với saccharose và glucose [51]. Quá trình lên men bằng S.ludwigii xảy ra chậm ngay cảở 20oC, sự
hình thành các sản phẩm khác (este và rượu bậc cao) nhiều hơn so với chủng nấm
men bia lên men chìm thơng thường, giúp phần tăng thêm hương vị cho sản phẩm bia không cồn. Tuy nhiên, bia được lên men bằng S.ludwigii có lượng diacetyl cao
hơn so với ngưỡng vị giác của con người, phần nào ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm [53]. Sacchomyces boulardii cũng là một trong những loại nấm
men đã và đang được nghiên cứu để ứng dụng trong sản xuất bia có lợi cho sức khoẻ.