3. Sử dụng nguyên liệu thay thế trong sản xuất bia
3.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống đến quá trình lên men bia Special
Tỷ lệ tiếp giống ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng bia cuối cùng và thời gian lên men. Sau quá trình nấu chúng tôi nghiên cứu tỷ lệ tiếp giống thích hợp cho quá trình lên men: 15, 20, 25 triệu tế bào/ml. Chúng tôi sử dụng nấm men bia ký hiệu S-23 đời 2-3. Lượng nấm men bổ sung vào được tính toán theo độ đậm đặc của men sữa và tỷ lệ tế bào sống có trong sữa men.
Chúng tôi nấu bia với tỷ lệ nguyên liệu thay thế 30%, malt 70%. Thời dừng 500C là 10 - 15 phút. Thời dừng 650C là 30 phút. Thời gian 750C là 30 phút.
Theo dõi quá trình lên men: đo mật độ tế bào nấm men, pH, hàm lượng chất khô hồ tan.
Bảng 3.12 kết quả theo dõi quá trình lên men
Ngày thứ
Lượng men giống đưa vào (tb/ml)
15.106 20.106 25.106 Mật độ tế bào (106tb/ ml) pH Hàm lượng chất khô hồ tan (0Bx) Mật độ tế bào (106tb/ml ) pH Hàm lượng chất khô hồ tan Mật độ tế bào (106tb/ ml) pH Hàm lượng chất khô hồ tan (0Bx) 0 15 5,2 12 20 5,2 12 25 5,2 12 1 17 4.8 11.1 22 4,8 11,1 35 4,6 10,6 2 44 4,5 9,5 48 4,5 9,2 55 4,35 8,0 3 58 7,5 7,5 60,5 4,24 6,6 67,5 4,0 6,5
4 49 4,1 6,5 40 4,0 6,3 36* 4,0 6,0 5 30* 4,0 6,1 28 4,0 6,0 15 4,0 6,0 6 13 4,0 6,0 13 4,0 6,0 - 4,0 5,9 7 - 4,0 6,0 - 4,0 5,9 - 4,0 5,9 8 - 4,0 5,9 - 4,0 5,9 - 4,0 5,9 12 - 3,9 5,9 - 4,0 5,9 - 4,0 5,9 20 0,5 3,9 5,9 0,5 3,9 5,9 0,5 4,0 5,9 Chú thích:
* Thời điểm hạ xuống nhiệt độ 50C và chuyển lên men phụ.
Sự thay đổi hàm lượng chất khô hồ tan đối với các mẫu có mật độ tế tào nấm men ban đầu khác nhau có thể biểu diễn trên Sơ đồ 3.1
Hình 3.1 Tốc độ giảm hàm lượng chất khô của các mẫu có mật độ tế bào ban đầu khác nhau
Hình 3.2 Đuờng công sinh trưởng nấm men các mẫu có mật độ tế bào ban đầu khác nhau
Theo kết quả trong bảng 3.11 và hình 3.1 cho thấy mẫu 15.106 tb/ml và 20.106 tb/ml trong ngày đầu tiên hàm lượng chất khô giảm xuống ít. Bắt đầu từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 3 hàm lượng chất khô giảm nhiều. Đối với mẫu 25.106 tb/ml hàm lượng chất khô giảm nhanh hơn. Mẫu 15.106 và 20.106 tb/ml để đạt được hàm lượng chất khô 60Bx để hạ nhiệt xuống 50C để thực hiện quá trình lên men phụ cần lên men chính 5 ngày còn mẫn 25.106 tb/ml chỉ cần 4 ngày.
Trong hình 3.2 cũng cho thấy trong ngày thứ nhất lượng tế bào tăng lên rất ít. Điều đó chứng tỏ rằng nấm men đang ở giai đoạn thích nghi với môi trường. Còn bắt đầu từ ngày thứ hai đến ngày thứ ba mật độ tế bào tăng lên rất nhiều, mật độ tế bào tăng lên gấp gần 3 lần so với mật độ ban đầu. Giai đoạn này là giai đoạn sinh trưởng và phát triển của nấm men, trong môi trường giàu chất dinh dưỡng, oxi, axit amin cho nên hàm lượng chất khô giảm đi khá rất nhiều. Cả ba mẫu thí nghiệm mật
độ tế bào bắt đầu giảm dần từ ngày thư ba. Điều đó chứng tỏ rằng nấm men đang ở giai đoạn cuối quá trình lên men và lắng xuống. Trong giai đoạn cuối chất dinh dưỡng như đạm amin, đường có khả năng lên men trong môi trường còn ít làm cho nấm men bị thiếu chất dinh dưỡng và sản phẩm tạo thành của nấm men như cồn và sản phẩm khác là chất độc cho nấm men làm cho tốc độ lên men giảm. Khi tốc độ lên men bị giảm thì lượng nấm men đang lơ lừng trong môi trường bị lắng xuống. Vậy ta thấy trong hình 3.2 mật độ tế bào giảm dần bắt đầu từ ngày thứ ba.
Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống nấm men đến hàm lượng diaxetyl trong lên men bia
Tiến hành lên men bia với tỷ lệ tiếp giống ban đầu thay đổi từ 15x106 tế bào/ml đến 25x106 tế bào/ml ở dịch đường 120Bx, nhiệt độ lên men là 100C, chúng tôi nhận thấy khi tỷ lệ tiếp giống ban đầu càng cao thì hàm lượng diaxetyl được tạo thành trong quá trình lên men bia càng thấp. Kết quả trên sơ đồ 3.3 đã chứng minh điều này. Khi tỷ lệ thiếp giống ban đầu là 15x106 tế bào/ml, hàm lượng diaxetyl sau
khi lên men là 0,15 mg/l, cao hơn so với giá trị này ở nồng độ nấm men ban đầu 20x106 tế bào/ml (0,1 mg/l) và 25x106 tế bào/ml (0,07mg/l).
Nguyên nhân là khi mật độ nấm men cấy giống ban đầu càng lớn thì tỷ lệ số tế bào nảy chồi càng thấp, do vậy, cường độ trao đổi chất của tế bào trẻ cũng thấp hơn và hàm lượng diaxetyl mau chóng bị phân huỷ thành axetoin nhờ những tế bào nấm men vẫn còn hoạt tính khử mạnh.
Vậy nếu tính về mặt kính tế và chất lượng bia cuối cùng thì chúng tôi lượng chọn tỷ lệ tiếp giống 25x106 tế bào/ml. Lên men chính 4 ngày và lên men phụ 11 ngày, diaxetyl trong bia sau lên men phụ là 0,07 mg/l.
3.3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu thay thế đến quá trình lên men bia
Chúng tôi sử dụng 3 mẫu với lượng nguyên liệu thay thế là 30, 35 và 40 %. Kết quả theo dõi quá trình lên men được thể hiện ở trong hình 3.4 và hình 3.5.
Hình 3.4 Thay đổi hàm lượng chất hồ tan khi tỷ lệ nguyên liệu thay thế thay đổi
Kết quả trên cho thấy tốc độ giảm chất khô ở giai đoạn đầu của mẫu 30 và 35% nguyên liệu thay thế gần giống nhau. Cả hai mẫu thí nghiệm đều có tốc độ giảm chất khô nhanh hơn so với mẫu 40% nguyên liệu thay thế . Tốc tiêu thụ chất khô cũng phụ thuộc vào mật độ tế bào của nấm men trong môi trường. Chúng ta thấy rõ ở trong hình 3.5 mẫu 30% nguyên liệu thay thế có tộc độ sinh trưởng nhanh hơn mẫu 35 và 40% nguyên liệu thay thế . Mẫu 40% nguyên liệu thay thế có tốc độ giảm chất khô và tốc độ sinh trưởng của nấm men chậm nhất.
Kết quả cuối cùng để hàm lượng chất khô biểu kiến cuối cùng 6,0 -6,10Bx thì cần lên men chính 4 ngày.
Hình 3.5 Thay đổi mật độ tế bào trong quá trình lên men khi thay đổi tỷ lệ nguyên liệu thay thế