- Tình trạng hoạt động của các răng khía.
4.2.2. Diễn biến quá trình nấu
Quá trình nấu gạo:
Gạo sau khi nghiền được đưa vào nồi gạo, cho nước vào nồi gạo. Nâng nhiệt độ lên 52oC, bổ sung malt lót (10 – 15%), bổ sung enzyme hỗ trợ quá trình thuỷ phân tinh bột (vì lượng malt lót sử dụng không nhiều), acid lactic để điều chỉnh pH, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase.
Tăng nhiệt độ lên tới 72o
C. Lúc này, tinh bột gạo bắt đầu hút nước để trương nở, làm cho các phân tử tinh bột bị phá vỡ, pH 5.6 – 5.8 là điểu kiện tối ưu cho α – amylase hoạt động.
Gia nhiệt từ 72oC tới 100oC trong 25 phút, giữ ở nhiệt độ này trong 15 phút. Tinh bột gạo lúc này được hồ hoá hoàn toàn. Nhiệt độ càng tăng càng làm cho mạch tinh bột yếu đi, giúp cho các quá trình thuỷ phân của enzyme sau này dễ dàng hơn.
Quá trình nấu malt:
Quá trình đạm hoá:
Khi gạo bắt đầu được nâng nhiệt từ 72oC lên 100oC là lúc bắt đầu hoà bột malt cho xuống nồi nấu, bổ sung acid lactic để điều chỉnh pH về 5.2 – 5.6, CaCl2 làm tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme amylase, bổ sung enzyme để hỗ trợ cho quá trình thuỷ phân tinh bột, vì lượng enzyme trong malt không đủ đáp ứng. Nhiệt độ xuống malt là 52o
C do hoà tan malt cùng nước nóng, duy trì tại nhiệt độ này trong 35 phút. Đây là thời gian diễn ra quá trình đạm hoá tại nồi malt. Khi này, các enzyme hemicellulase, protease sẽ thuỷ phân glucan hoặc protein phức tạp bao quanh hạt tinh bột, tạo điều kiên cho enzyme amylase thuỷ phân tinh bột. Sau quá trình đạm hoá, protein bị thuỷ phân thành albumoza, peptone, polypeptide và các acid amin. Các peptid và các acid amin sẽ là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men trong giai đoạn lên men còn albumoza, pepton, polypeptide sẽ tham gia vào việc tạo vị, tạo
GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 43
bọt và làm bền bọt cho bia. Tuy nhiên, các phân tử protein nếu không được thủy phân hết trong quá trình nấu sẽ là nguyên nhân làm đục bia sau này.
Quá trình đường hoá:
Bắt đầu cho hội cháo, nồi gạo được bơm từ từ vào nồi malt, khuấy đảo liên tục. Thời gian hội cháo là 7 phút, nhiệt độ của dịch lúc này là 63oC. Đây là giai đoạn “nghỉ” hình thành maltose. pH được điều chỉnh về 5.4 – 5.6 là điều kiện tối ưu cho enzyme β – amylase hoạt động. Enzyme này bắt đầu cắt liên kết α – 1,4 glycoside của tinh bột trong quá trình dịch hóa từ đầu không khử và cắt hai gốc glucose để tạo thành đường maltose. Tổng thời gian duy trì tại nhiệt độ này là 25 phút nhằm thu được nhiều đường maltose.
Quá trình dextrin hoá:
Sau 15 phút duy trì tại hỗn hợp tại nhiệt độ 63oC, một lượng nhỏ (1/4) dịch được bơm sang nồi gạo và gia nhiệt tới nhiệt độ sôi (mất 10 phút để gia nhiệt). Mục đích của quá trình này là nhằm nâng nhiệt độ của toàn khối hỗn hợp sau đó lên 75oC, tăng hiệu suất của quá trình nấu và tiết kiệm năng lượng đun. Lượng malt cho vào lúc ban đầu đã được tính toán để bù trừ lượng enzyme trong ¼ dịch đun sôi bị vô hoạt. Lượng ¼ sau khi đun sôi đư ợc bơm ngược trở lại nồi malt, nâng nhiệt độ của toàn khối dịch lên 75o
C, duy trì trong 45 phút, cùng với pH 5.6 – 5.8 là điều kiện tối ưu cho quá trình dextrin hoá, tinh bột còn sót sẽ bị thuỷ phân tạo ra các dextrin. Tinh bột nếu không được thuỷ phân hết sẽ gây đục bia thành phẩm. Sự thuỷ phân tinh bột được kiểm tra bằng iod với nguyên tắc dung dịch iod chuyển sang màu xanh ở nhiệt độ phòng khi có mặt tinh bột và dextrin phân tử lượng lớn.
Kết thúc đường hoá, toàn bộ khối dịch được gia nhiệt tới 78oC để thuận tiện cho quá trình lọc vì khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm. Nếu nhiệt độ cao trên 800C thì cellulose sẽ bị chuyển về dạng tinh bột làm đục bia và tanin hòa tan sẽ tạo vị đắng chát khó chịu, làm giảm chất lượng bia sau này. Nhiệt độ thấp hơn thì thuận lợi cho vi sinh vật chịu nhiệt phát triển làm ảnh hưởng tới tính an toàn của sản phẩm.
4.2.3. Các biến đổi
- Hóa lý: Sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường, acid amin, một số vitamin, khoáng…); sự kết lắng và biến tính protein.
GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 44 Thủy phân protein: sản phẩm polypeptide và peptide (endoenzyme),
acid amin (exo-enzyme).
Thủy phân tinh bột: sản phẩm dextrin, oligosaccharide (α -amylase) và maltose (β -amylase).
Thủy phân hemicellulose: sản phẩm β - glucan mạch ngắn.
Sự tạo thành melanoid: do trong cháo có một lượng đường và acid amin đáng kể, nên ở nhiệt độ cao chúng kết hợp tạo thành melanoid .
Thủy phân một số hợp chất hữu cơ có chứa acid phosphoric: giải phóng acid phosphoric.
4.3. Các yếu tố ảnh hƣởng
- Nồng độ enzyme.
- Nhiệt độ: Đây là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình nấu có ành hưởng đến cường độ và sự hoạt hóa của các enzym thủy phân. Mỗi enzym đều có một nhiệt độ tối ưu riêng tức là ở nhiệt độ đó enzym thể hiện hoạt tính mạnh nhất. Do đó, nếu nhiệt độ không thích hợp sẽ ức chế hoạt động của chúng. Từ đó thời gian nấu bị kéo dài, làm hao tốn nguyên liệu và ảnh hưởng đến chất lượng của bia.
- pH: Cũng ảnh hưởng đến hoạt lực của enzym. Độ pH của môi trường thấp thường làm chậm quá trình hoạt hóa của enzym, giảm hiệu suất chất hòa tan, dịch đường bị đục và khó lọc làm cho bia thành phẩm sẫm màu và có vị đắng khó chịu.
- Nồng độ cơ chất: dịch cháo càng loãng, lượng đường tạo ra càng nhiều, đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử, có khả năng lên men được. Khi dịch cháo đặc, lượng đường maltose thu được nhiều hơn so với dịch cháo loãng.
GVHD: Nguyễn Thị Hiền Trang 45
Bảng: Các enzyme tham gia xúc tác chuyển hoá cơ chất trong quá trình nấu dịch nha