(Nguồn:Tài liệu Cơng ty cổ phần bia Sài Gịn – Cần Thơ)
4.2.2.7. Các quá trình xảy ra ở nồi gạo
Bột gạo được hòa vào nước ở 30oC. Acid sulfuric và một nửa bột malt lót (25kg) vào nồi ngay khi xuống bột gạo. Nồi gạo được gia nhiệt đến 72oC trong 15 phút. Giữ nhiệt độ nồi nấu gạo ở 72oC thời gian 20 phút, nhiệt độ thích hợp cho α –amylase hoạt động. Nồi nấu gạo lúc đầu xảy ra q trình hồ hóa, sau đó đến q trình dịch hố. Khi gia nhiệt nồi nấu gạo, một lượng tinh bột bị hồ hoá làm cho độ nhớt của nồi gạo tăng nhanh. Độ nhớt tăng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình nấu gạo, ảnh hưởng đến chất lượng và hư hỏng
thiết bị. Malt lót được cho vào nhằm mục đích cung cấp enzyme α–amylase cho q trình dịch hố. α–amylase phân cắt ngẫu nhiên phân tử tinh bột tại vị trí liên kết α–1,4 glycoside làm cho phân tử tinh bột giảm nhanh số gốc glucose và trở thành các dextrin mạch ngắn
hơn. Sự hình thành các dextrin mạch ngắn làm giảm nhanh độ nhớt của dịch cháo.
Tiếp đến nồi gạo được gia nhiệt đến 83oC trong 5 phút. Nhiệt độ 83oC là nhiệt độ hồ hoá của tinh bột gạo. Tại nhiệt độ này các phân tử tinh bột hút nước trương nở, mạch tinh bột
được duỗi thẳng. Giữ ở 83oC trong 5 phút để hồ hố tinh bột, để q trình dịch hóa diễn ra
nhanh hơn và triệt để hơn. Nồi gạo sau khi hồ hố ở 83oC thì độ nhớt tăng rất nhanh sau đó
( o C) 72oC 72oC 83oC 100oC 50oC 65oC 75oC 76oC Pha bột gạo Pha bột malt Malt lót (Phút)
được hạ nhiệt xuống 72oC trong vịng 5 phút, một nửa bột malt lót (25kg) cịn lại được cho vào nồi và q trình dịch hố cũng diễn ra như ở giai đoạn 72oC trước nhằm giảm độ nhớt của nồi gạo sau khi gia nhiệt ở 83oC. Sản phẩm của quá trình dịch hố chủ yếu là các dextrin mạch ngắn và một lượng nhỏ maltose, glucose. Nồi gạo được nâng lên 100oC trong
20 phút và được giữ nhiệt 20 phút nhằm hồ hố hồn tồn lượng tinh bột còn chưa được hồ hoá đồng thời nâng nhiệt độ nồi malt trong quá trình hội cháo.
4.2.2.8. Các quá trình xảy ra ở nồi malt
Khi nồi gạo đạt khoảng 88oC trong quá trình nâng nhiệt 100oC thì bột malt được hòa với
nước trước khi xuống nồi malt. Bột malt được hòa vào nước và được nâng nhiệt ở 50oC và giữ trong 5 phút. Đây là giai đoạn đạm hố, mục đích thực hiện q trình đạm hố để
cung cấp đạm cho quá trình lên men, protein cao phân tử sẽ được thuỷ phân thành các
đoạn peptide ngắn và acid amin. Acid amin là nguồn thức ăn cung cấp đạm cho nấm men
phát triển sinh khối, là một cơ chất của phản ứng maillard hình thành mùi và màu cho dịch
đường. Tỷ lệ peptide, acid amin, protein cịn có vai trị quan trọng trong việc tạo và giữ bọt
cho bia thành phẩm. Giai đoạn 50oC xảy ra quá trình thuỷ phân protein thành các peptide mạch ngắn và acid amin nhờ enzyme protease. Trong giai đoạn đạm hoá, nồi malt được bổ sung CaCl2 (1200g), cung cấp ion Ca2+ và ion Cl- cho dịch cháo, giúp tăng khả năng bền nhiệt của hệ enzyme amylase. Ngoài ra nồi malt còn được bổ sung acid lactic (450ml)
nhằm tạo pH = 5,3 thích hợp cho enzyme β–amylase hoạt động.
Sau khi giữ nhiệt ở 500C trong 5 phút dịch cháo từ nồi gạo được bơm qua nồi malt. Nhiệt
độ của nồi malt sau khi hội cháo là 65oC, nhiệt độ thích hợp cho β–amylase hoạt động. Sản phẩm của quá trình thuỷ phân tinh bột dưới tác dụng của β–amylase là đường maltose và
dextrin giới hạn. Maltose được nấm men sử dụng trong quá trình lên men. β–amylase cắt
mạch amylose và amylopectin từ đầu không khử tại vị trí của liên kết α–1,4 glycoside, mỗi lần cắt 2 phân tử glucose tạo ra đường maltose. Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình
đường hố cũng như tồn bộ quy trình sản xuất. Nếu giai đoạn này đường hố khơng đạt
hiệu quả, hàm lượng maltose thấp sẽ ảnh hưởng đến độ lên men và vị của bia. Giữ nhiệt độ 65oC trong 25 phút, nồi malt được gia nhiệt đến 75oC trong 10 phút và được giữ trong 20 phút. Nhiệt độ 75oC thích hợp cho α–amylase hoạt động. α–amylase tiếp tục thuỷ phân phần tinh bột cịn sót thành đường đơn, maltose, và các dextrin mạch ngắn. Giai đoạn 75oC giúp thuỷ phân hoàn toàn tinh bột thành các chất hoà tan trong dịch đường, khơng cịn tinh bột vì tinh bột ảnh hưởng đến chất lượng bia thành phẩm. Nồi nấu malt được nâng lên 76oC nhằm bù mất nhiệt trong quá trình bơm dịch đường qua máy lọc. Trong quá trình lọc vẫn đảm bảo nhiệt độ thích hợp cho α – amylase tiếp tục hoạt động, tránh tuyệt đối cịn tinh bột sót lại.
4.2.2.9. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đường hố
Chất lượng malt: Protein trong malt thường khác nhau. Nếu hàm lượng acid amin được tạo ra trong quá trình nảy mầm đủ cho nấm men sử dụng, tạo màu cho bia thì khơng nên giữ
Nhiệt độ: Nhiệt độ là một trong những điều kiện quan trọng để hệ enzyme thuỷ phân hoạt
động tốt. Nhiệt độ tối thích cho các hệ enzyme thuỷ phân hoạt động thì sẽ thu được chất
hoà tan cao. Nhiệt độ của nước sử dụng để hồ bột cũng có ý nghĩa lớn trong viêc hạn chế những chất hoà tan khơng mong muốn, tạo điều kiện tốt cho q trình hồ hố, đạm hố. pH: pH cũng có vai trị như nhiệt độ là một trong những điều kiện để enzyme tăng hoạt tính thuỷ phân. Ngồi ra pH cịn có vai trị trong q trình lọc, lên men.
Hoạt lực của enzyme: Hoạt lực của enzyme phụ thuộc vào nguyên liệu malt, điều kiện bảo quản malt, quá trình sản xuất malt. Nếu enzyme có hoạt tính mạnh và có điều kiện tiếp xúc lý tưởng giữa các cấu tử của malt và các enzyme hoà tan trong nước sẽ thúc đẩy hoạt động của enzyme và lượng chất hoà tan thu được sẽ nhiều hơn.
Khuấy trộn: Trong quá trình đường hố, khuấy trộn giữ một vai trò quan trọng. Khi gia
nhiệt cần tăng tốc độ khuấy trộn đảm bảo nhiệt độ được đồng đều trong toàn bộ khối cháo. Khi giữ nhiệt thì giảm tốc độ cánh khuấy để tránh thất thoát nhiệt. Cánh khuấy hoạt động phù hợp trong từng giai đoạn sẽ làm cho khối cháo ở điều kiện nhiệt độ tối thích cho enzyme hoạt động, nâng cao hiệu suất thuỷ phân trong dịch cháo. Khi hội cháo, cánh khuấy phải khuấy nhanh. Nếu khuấy chậm thì sẽ làm vơ hoạt enzyme nằm ở đáy nồi malt vì nhiệt độ của nồi gạo lúc đó là 100oC được bơm trực tiếp vào nồi malt. Trong q trình đường hố, nếu cánh khuấy quá mạnh sẽ tạo điều kiện cho oxy xâm nhập vào và tạo lực kéo, đồng thời làm biến đổi cấu trúc các hợp chất có trong dịch hèm. Nếu sử dụng cánh
khuấy quá ngắn sẽ gây phân tách khối dịch cháo dẫn đến chênh lệch nhiệt độ làm giảm hiệu suất chiết.
Sự oxy hố trong q trình đường hố: Khả năng hồ tan của khơng khí vào dịch cháo phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ dịch đường. Nếu để khơng khí hịa tan vào dịch nhiều sẽ làm sẫm màu dịch đường và màu bia, hương bia giảm.
4.2.3. Quá trình lọc
Lọc nhằm tách dịch đường với vỏ malt và những phần nội nhũ không tan.
Nhà máy sử dụng thiết bị lọc khung bản thế hệ mới Meura 2001. Đây là thiết bị lọc hiện
đại nhất, hiệu suất thu hồi cao và thu được dịch đường trong.
+ Ưu điểm : Lọc nhanh hơn, chiếm ít mặt bằng, có thể sử dụng nhiều phụ liệu
(gạo, bắp), hiệu suất thu hồi cao hơn.
+ Nhược điểm : Khi thay đổi công thức của mẻ nấu phải điều chỉnh lại số lượng khung
bản, tháo hèm và vệ sinh máy lọc đòi hỏi phải thêm công nhân, bố lọc rất đắc tiền. Quá trình lọc chia thành hai giai đoạn: Giai đoạn đầu là lọc dịch cốt, giai đoạn hai là rửa bã
để chiết rút hết tất cả những phần dinh dưỡng còn bám lại ở trong đó. Q trình chiết rút
chất hịa tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khuyếch tán, nghĩa là sự chuyển động phân tử của chúng từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
Giai đoạn 1: Lọc dịch cốt ra khỏi bã. Trong q trình lọc, bã đóng vai trò như một lớp trợ
tạo một áp lực ép dịch đường ra khỏi bã. Dịch đường qua lớp vải lọc và theo rãnh trên khung lọc vào đường ống chung đi qua nồi chờ. Lượng nước cốt thu được khoảng 2800 lít.
Giai đoạn 2: Rửa bã. Sau khi lọc dịch ra khỏi bã trong bã còn lại một lượng đáng kể các
chất chiết. Rửa bã nhằm thu hồi hồn tồn lượng chất chiết cịn trong bã, tăng hiệu suất thu hồi. Nước rửa bã có nhiệt độ 75oC, quá trình rửa bã kết thúc khi độ Plato của nước rửa bã cuối ≤ 1,5oP. Bã hèm được sử dụng làm thức ăn gia súc.
Tốc độ lọc phụ thuộc vào mức độ nghiền malt và mức độ phân hủy của malt, cấu tạo của màng lọc, nhiệt độ, áp suất.
Nhiệt độ tối thích cho q trình lọc là 70 – 75oC
Độ pH tối thích cho q trình lọc là 5,5
Để tránh hiện tượng oxy hóa chất polyphenol do tiếp xúc với khơng khí phải giữ cho bã
malt luôn luôn ngập nước. Thành phần muối của nước dùng rửa bã cũng gây ảnh hưởng nhiều đến thành phần của dịch đường và cho cả bia sau này. Không nên
dùng nước cứng để rửa bã vì các chất tanin từ vỏ trấu sẽ hòa tan và gây cho bia có vị đắng khó chịu. Khơng nên rửa bã quá lâu vì lượng tanin hòa tan sẽ tăng lên gây cho bia
có vị đắng khó chịu.
Nhiệt độ của nước rửa bã khơng được q 76oC vì trong bã hèm có thể cịn chứa tinh bột, nếu nhiệt độ cao có thể gây ra hiện tượng hồ hóa tinh bột trở lại, nhưng khơng đường hóa
kịp do enzyme α – amylase đã bị vô hoạt sẽ gây đục bia sau này.
Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc
Nhiệt độ: Nhiệt độ lọc rất quan trọng. Nếu nhiệt độ tăng thì độ nhớt dung dịch giảm. Nhưng nếu tăng nhiệt độ quá cao sẽ không tận dụng được thời gian thuỷ phân của enzyme
trong thiết bị lọc.
Áp lực lọc: Áp lực lọc có ảnh hưởng trực tiếp đến độ xốp của lớp bã lọc. Lớp bã đóng vai trị trợ lọc nhưng nếu lớp bã được nén quá mạnh thì độ xốp sẽ giảm làm cho quá trình di
chuyển của nước lọc qua bã khó khăn hơn.
Độ dày lớp bã lọc: Độ dày lớp bã lọc cũng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hồi. Nếu
lớp bã lọc quá dày sẽ giảm hiệu suất thu hồi. Nếu trên một bề mặt lưới độ dày lớp bã lọc khác nhau cũng ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch đường, làm giảm độ đường nước rửa bã.
4.2.4. Q trình đun sơi dịch đường với houblon
4.2.4.1. Mục đích của đun sơi dịch đường với hoa houblon
Vơ hoạt enzyme có trong malt Tiệt trùng dịch wort
Hình thành phức giữa protein – polyphenol
Hình thành các hợp chất tạo hương, vị và màu cho dịch wort
Hình thành các hợp chất có tính khử, giảm hàm lượng oxy hòa tan trong dịch wort giúp dịch wort có khả năng hạn chế sự oxy hóa ở các công đoạn chế biến tiếp theo.
Cô đặc dịch wort do sự bốc hơi nước (tỷ lệ bốc hơi nước: 8 – 10%). Làm bay hơi bớt nước,
giảm pH (pH giảm từ 0,1 – 0,2) để đưa dịch đường về nồng độ đường 130Plato và pH = 5,3 thích hợp cho quá trình lên men.
Bay hơi một số chất dễ bay hơi hình thành trong quá trình đường hoá. Bay hơi một số chất bay hơi trong dịch wort có nguồn gốc từ hops.
4.2.4.2. Tiến hành đun sôi
Sau khi lọc, dịch đường thu được khoảng 7500 – 7800 lít. Dịch đường được bơm qua nồi chờ trước khi được bơm qua nồi đun sôi. Nồi chờ giúp ổn định dịch đường, đồng thời nồi chờ được gia nhiệt nhẹ, tiết kiệm thời gian. Dịch đường trong nồi chờ được gia nhiệt đến khoảng 90oC. Dịch đường được bơm qua nồi đun sôi thực hiện q trình đun sơi dịch đường với houblon.
Dịch đường tiếp tục được gia nhiệt, 10 phút trước khi dịch đường bắt đầu sôi bổ sung một
lượng caramel (600g) nhằm tăng độ màu của dịch đường. Đến khi dịch đường bắt đầu sôi (99,6 đến 100oC), bổ sung ZnCl2 2g và houblon cao (670g) vào nồi đun sơi tiến hành đun.
Bơm tuần hồn houblon cao trong 10 – 15 phút để hoà đều lượng houblon cao và ZnCl2
vào dịch đường. Houblon cao được cho vào nồi với thời gian dài nhằm tăng hiệu suất trích ly chất đắng trong houblon cao. Khoảng 10 phút sau cho acid lactic (250ml) vào, bơm tuần hoàn trong 2 phút. Acid lactic có tác dụng hạ pH dịch đường xuống pH = 5,3 là pH thích hợp cho quá trình lên men. Tiếp tục đun, 20 phút trước khi dừng đun cho houblon viên (1,825kg) vào bình houblon 2 và bơm tuần hồn 5 phút. Houblon viên có hàm lượng tinh dầu thơm cao, có tác dụng tạo hương cho bia. Q trình đun sơi được thực hiện trong 70
phút. Nếu thể tích bốc hơi khơng đạt thì có thể kéo dài thời gian đun, nhưng không được kéo dài quá 10 phút.
4.2.4.3. Sự ổn định thành phần dịch đường
Tạo điều kiện để hình thành sự kết tủa giữa các protein kém bền vững với các chất
polyphenol qua q trình đun sơi. Đun sơi dịch đường không chỉ là đơn thuần tăng nhiệt
độ cho mẻ nấu mà còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: thời gian đun sôi, sự đảo
trộn.
Về mặt sinh học
Nhờ có pH thấp và khả năng kháng sinh của hoa houblon nên chỉ cần đun sôi trong
một thời gian ngắn, dịch đường sẽ được thanh trùng. Dù vậy các vi khuẩn kháng nhiệt vẫn thường tìm thấy trong lớp cặn kết tủa nóng, trong đường ống dẫn và ở đáy thùng. Vì vậy nếu khơng được vệ sinh tốt chúng sẽ là mầm mống gây nhiễm cho dịch đường.
Về mặt hóa sinh
Các enzyme bị phá hủy, đặc biệt là enzyme α–amylase, là enzyme chính cịn hoạt động ở nhiệt độ lọc, nếu không chúng sẽ tiếp tục thủy phân về sau ở quá trình lên men, gây ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
Ổn định keo
Qua đun sôi các keo protein kém ổn định sẽ được loại bỏ dưới dạng kết tủa. Tuy nhiên
nếu đun sôi chỉ đơn thuần là gia nhiệt thì sẽ không đạt được kết quả tốt. Q trình keo
tụ cịn phụ thuộc vào các yếu tố hóa lý khác như sau:
+ Yếu tố lý học
Thời gian đun sôi từ 70 – 80 phút, thời gian đun sôi phải được nghiên cứu sao cho đạt được kết quả tốt nhất. Sau khi đã đạt nên tiếp tục giữ nguyên, cặn kết tủa nóng phải
thơ giúp cho việc tháo bỏ được dễ dàng, tuy nhiên thông thường chúng kéo theo một ít cặn mịn lẫn lộn. Nếu cặn mịn quá nhiều hay quá mịn là do dùng malt có độ phân giải thấp
hoặc đun sôi không đúng mức hay nước nấu có hàm lượng carbonate cao. Sự đảo trộn khi đun sôi
Việc đảo trộn dịch đường khi đun sôi rất là quan trọng, phải tạo điều kiện cho dịch đường được đảo trộn hoàn toàn để đạt được một nhiệt độ đồng nhất trong mẻ nấu.
Nếu không, ở những vùng không được đảo trộn, dịch đường sẽ bị cháy khét trên bề
mặt truyền nhiệt, không những làm giảm hiệu quả của sự truyền nhiệt mà còn gây cho dịch đường có màu sậm và mùi vị xấu.
Các bọt nước tạo ra trong q trình sơi góp phần cho việc kết tủa tốt, các protein biến tính
được bọt nước mang lên bề mặt, sau đó bọt vỡ ra, các phần tử li ti này kết hợp lại thành
những cụm nhỏ. Vì vậy cần thiết kế việc đảo trộn sao cho toàn bộ dịch đường đều phải