4.2 CƠNG ĐOẠN NẤU NƯỚC NHA
4.2.6 Quá trình đun sơi với houblon
4.2.6.1 Mục đích của q trình đun sơi
Quá trình đun sơi dịch đường với houblon nhằm mục đích:
Ngành Cơng nghệ thực phẩm - Khoa Nơng nghiệp & SHƯD Trang 43
Tiệt trùng dịch wort.
Làm bay hơi nước, điều chỉnh pH về 5,3 và nồng độ đường về 130P thích hợp cho quá trình lên men.
Ở nhiệt độ cao polyphenol sẽ liên kết với protein tạo phức chất. Khi lắng xuống nĩ
sẽ kéo theo các mảng nhỏ li ti khác làm tăng độ bền sinh học của bia và độ trong của dịch đường.
Hình thành các chất tạo hương, màu, mùi và vị cho dịch nha.
Bay hơi một số chất dễ bay hơi hình thành trong quá trình đường hĩa.
4.2.6.2 Tiến hành đun sơi
Dịch đường thu được sau quá trình lọc khoảng 194 ÷ 195 hl và được bơm qua nồi trung gian (nồi chờ) trước khi bơm qua nồi sơi hoa. Nồi chờ giúp ổn định nhiệt độ dịch đường ở 750C để quá trình thủy phân được tiếp tục. Đồng thời dịch đường được
gia nhiệt đến 900C nên tiết kiệm thời gian cho quá trình đun sơi. Sau đĩ dịch đường
được bơm qua nồi sơi hoa để thực hiện quá trình đun sơi dịch đường với houblon.
Tại nồi đun sơi, dịch đường được gia nhiệt và kiểm tra để đảm bảo nồng độ chất hịa tan và pH thích hợp cho q trình lên men. Trước khi dịch đường bắt đầu sơi khoảng 10 phút, bổ sung 2 kg caramel nhằm làm tăng độ màu cho dịch đường và 1,45 kg houblon cao. Bơm tuần hoàn trong 10 ÷ 15 phút để hịa đều lượng houblon cao và
caramel vào dịch đường. Houblon cao được cho vào nồi và đun với thời gian dài nhằm làm tăng hiệu suất trích ly các chất đắng trong houblon cao.
Quá trình đun sơi được tiếp tục để hịa tan các thành phần cĩ trong houblon, nếu nồng
độ đường cao thì bổ sung nước nĩng. Cịn độ đường thấp thì tiếp tục quá trình đun để
bay bớt lượng hơi nước sao cho nồng độ chất khơ đạt yêu cầu 12,70P nhưng khơng được đun quá lâu vì dễ làm sậm màu dịch đường. Houblon viên cĩ hàm lượng tinh
dầu thơm cao cĩ tác dụng tạo hương cho bia. Khoảng 20 phút trước khi ngừng đun, cho 1,34 kg houblon viên HPE và 8 g ZnCl2 vào nồi đun sơi. Sau khi cho houblon viên vào, khoảng 10 phút sau tiến hành bổ sung acid lactic và bơm tuần hoàn trong 2 phút. Acid lactic cĩ tác dụng hạ pH của dịch đường và được điều chỉnh sau cho pH đạt 5,2 ÷ 5,4 là giá trị pH thích hợp cho q trình lên men. Tổng quá trình đun sơi được thực hiện trong khoảng 70 phút trong nồi đun sơi trước khi vào thiết bị lắng xốy Whirpool.
4.2.6.3 Quá trình hịa tan các thành phần của houblon
Bia là một loại giải khát cĩ mùi thơm và vị đắng rất đặc trưng, mùi thơm và vị đắng đặc trưng này gây nên bởi hoa houblon. Đồng thời hoa houblon cịn giúp
phương pháp thơng dụng nhằm chiết chất đắng và dầu thơm của hoa houblon là đun sơi trực tiếp dịch đường với hoa.
4.2.6.4 Quá trình hịa tan các chất đắng
Houblon chứa các α-acid đắng khơng hịa tan hồn tồn trong nước lạnh, khi đun
sơi với dịch đường chúng bị thay đổi cấu trúc, nhờ sự thay đổi này mà các acid đắng trở về dạng những sản phẩm cĩ khả năng hịa tan tốt hơn.
Một trong những sản phẩm này quan trọng nhất là isohumulon hay là iso-α–acid
đắng. Nĩ là thành phần chủ yếu tham gia vào việc tạo mùi vị cho bia. Chỉ cĩ khoảng
một phần ba chất đắng hịa tan trong dịch đường so với tổng lượng nhựa đắng cĩ trong hoa. Một lượng lớn isohumulon sẽ bị loại ra do cặn tủa hấp thu, thơng thường
BU cịn lại trong bia thành phẩm khoảng 25 ÷ 30% so với lượng α-acid đắng cho
vào.
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của thời gian đun sơi đến sự hịa tan chất đắng
Thời gian đun sơi (phút) 10 60 128 180
Chất đắng trong dịch đường (mg/l) 122 125,7 127,3 130,5
(Nguồn: Nguyễn Thị Hiền và ctv., 2007)
Các thành phần khác nhau của α–acid đắng được đồng phân ở mức độ khác nhau,
cohumulone cho ra isohumulon ở hiệu suất cao nhất, vì vậy khi sử dụng houblon cĩ
hàm lượng cohumulone cao sẽ cho bia cĩ độ đắng cao. 4.2.6.5 Quá trình hịa tan tinh dầu thơm
Độ tan của tinh dầu thơm trong nước khoảng 50 mg/l (Nguyễn Thị Hiền và ctv.,
2007).
Tinh dầu của houblon gây cho bia mùi thơm dễ chịu, tinh dầu bao gồm nhiều
thành phần khác nhau, cĩ mùi thơm khác nhau và khả năng bay hơi khác nhau.
Phần lớn các chất này khi đun sơi dịch đường, tinh dầu sẽ khuếch tán trong hơi nước và bay ra ngồi từ 50 ÷ 80 % sau 30 phút, trong dịch đường cịn lại rất ít tinh dầu
chúng bao gồm những thành phần kém bay hơi. Vì vậy trong thực tế sản xuất để tăng thêm lượng tinh dầu cịn lại, người ta tiến hành cho h o u b l o n v i ê n vào khoảng 15 ÷ 20 phút trước khi kết thúc quá trình đun sơi.
4.2.6.6 Quá trình hịa tan polyphenol và những chất chứa nitơ
Polyphenol hịa tan ngay trong nước, polyphenol của houblon bao gồm
anthocyanogen, tanin và catechin. Chúng giữ một vai trị thiết yếu trong việc kết tủa các protein. Trong quá trình sản xuất bia, polyphenol đặc biệt là anthocyanogen sẽ bị polyme hĩa dần dần, mức độ ngày càng lớn hơn làm cho bia bị cặn.
Ngành Cơng nghệ thực phẩm - Khoa Nơng nghiệp & SHƯD Trang 45
Các chất chát trong hoa houblon thuộc nhĩm catorin, trong dịch đường chúng chuyển thành những dung dịch keo mang điện tích âm. Protein và pepton trong dịch
đường mang điện tích dương nên liên kết với các chất chát tạo thành phức hịa tan ở
nhiệt độ cao nhưng kết tủa khi nhiệt độ thấp. Khi bị oxy hĩa, các chất chát chuyển thành flobafen tạo phức khơng tan với protein ở nhiệt độ cao và kết lắng trong quá trình đun sơi. Giá trị pH càng thấp thì tốc độ kết tủa của chất chát và protide càng
nhanh.
Ngồi ra trong thành phần của hoa houblon cịn cĩ những hợp chất chứa nitơ cĩ phân tử lượng trung bình thấp, những chất này hịa tan trong dịch đường trong thời gian đun sơi và làm nguồn dinh dưỡng cho nấm men.
4.2.6.7 Sự gia tăng màu
Trong quá trình đun do sản phẩm của phản ứng caramel và maillard làm tăng độ màu của dịch đường.
Phản ứng caramel sử dụng đường maltose và glucose. Các hợp chất caramel được hình thành cĩ bản chất keo, vị đắng nhẹ và cĩ màu nâu. Sự caramel hĩa sẽ mạnh khi nhiệt độ của thành thiết bị truyền nhiệt cao hay tăng nhiệt độ cục bộ. Ngồi ra trong các nồi nấu càng cao thì dịch đường dưới đáy thiết bị cĩ áp suất lớn nên cĩ nhiệt độ cao làm phản ứng caramel xảy ra nhanh hơn.
Phản ứng maillard là phản ứng giữa đường khử và các acid amin tạo thành các melanoidin. Một số sản phẩm của phản ứng maillard như furfurylaldehyde, hydroxymetylfurfural gây ra một số vị khơng mong muốn khi đun sơi dịch đường. (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2006).
4.2.6.8 Quá trình keo tụ protein
Dịch đường sau khi lọc cĩ chứa một lượng chất keo đáng kể như protide, pectin,
pentosane, polyphenol,… khi đun sơi với houblon thì các chất chiết như acid đắng và
một số chất khác cũng ở dạng keo hịa tan. Khi nhiệt độ tăng thì sự bền vững keo của cả hệ thống ở dạng hịa tan bị phá vỡ, các phần tử keo dính lại nhau và xảy ra hiện
tượng keo tụ. Quá trình keo tụ protein xảy ra theo 2 giai đoạn: đầu tiên bị mất nước và sau đĩ keo tụ. Các phần tử protein sau khi mất nước chúng liên kết với nhau, lớn dần
và từ từ lắng xuống.
4.2.6.9 Ổn định thành phần của dịch đường
Đối với mặt sinh học, dịch đường khi chuyển sang nồi đun sơi cĩ thể chứa các vi sinh
vật chịu nhiệt. Khi đun sơi trong 15 phút trong điều kiện pH thấp thì hầu hết các vi sinh vật bị tiêu diệt. Bên cạnh đĩ, hoa houblon cũng cĩ các thành phần ức chế hoạt
Về mặt hĩa sinh, cơng đoạn nấu dịch đường với hoa houblon được thực hiện ở nhiệt
độ cao (t0 ≥ 1000C) nên vơ hoạt hoàn tồn các enzyme cĩ trong dịch đường. Các enzyme bị vơ hoạt sẽ tránh được sự biến đổi trong quá trình lên men mà các chất này cĩ thể gây cản trở hoặc cĩ tác động xấu đến độ bền sinh học hay khả năng giữ bọt của bia thành phẩm.
Để cải thiện tính bền keo của bia cần phải loại bỏ các hợp chất nitơ cao phân tử bằng cách đơng tụ và kết tủa chúng bằng liên kết của protein và tanin.