Tổng quan về quy trình sản xuất bia

i lá, phôi rễ và nằm giữa chúng là phôi thân. Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù. Ngù là một màng bán thấm: nó chỉ cho phép các chất hòa tan từ nội nhũ thấm qua để chuyển về phôi và nước từ phía phôi đi vào nội nhũ. Phôi chiếm tỉ lệ không đáng kể so với trọng lượng của hạt. Đối với công nghệ sản xuất bia, giá trị dinh dưỡng của bia hầu như không đáng kể và vai trò to lớn của nó ở chỗ: đây là trạm hoạt hóa và là nhà máy sản xuất emzim. Hình 3: các lớp hạt đại mạch 1.3.Thành phần hoá học của hạt đại mạchThành phần hoá học của chúng rất phức tạp, phụ tuộc vào giống, nguồn đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác và điều kiện bảo quản. Sau đây là một số thành phần quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia: 1.3.1 .Nước (thuỷ phân)Nước có ảnh hưởng lớn đến quá quá trình vận chuyển và bảo quản hạt, hàm ẩm cao làm cho quá trình hô hấp và tự bốt nóng của hạt sẻ tăng là nhân tố làm tổn hao chất khô cuả hạt trong quá trình bảo quản.Mặc khác lượng nước trong hạt cao là điều kiện cho vi sinh vật phát triển rất nguy hiểm cho hạt, ngoài ra sẻ làm tăng chi phí vận chuyển một cách vô ích. Hàm ẩm tối đa cho phép bảo quản là:13%1.3.2 . Gluxit: 4 nhómMonosaccharid bao gồm: glucoza, fructoza với công thức tổng quát C6H12O6 và xitoza (C5H10O5) Trong thành phần disacharid chủ yếu là sacharid và mantoza với công thức tổng quát C12H22O11Thành phần chính của trisacharid: đường rafinozaPolysaecharid: chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đạiØ mạch, chủ yếu là tinh bột, xenlluloza, hemixelluloza, pentoza, amilan và các hợp chất dạng keo. Trong đó tinh bột và hemixelluloza có vai trò quan trọng trong sản xuất bia . Tinh bột Hình 4: hạt tinh bột đại mạch Là cấu tử chiếm vị trí số một về khối lượng củng như ý nghĩa trong công nghệ sản xuất bia, chiếm hơn một nữa khối lượng chất khô của hạt đại mạch, có chủng giống lên đến 70%+ Trong công nghệ sản xuất bia tinh bột có 2 chức năng:- Là nguồn thức ăn dự trữ cho phôi.- Nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men.+ Tinh bột được phân bố chủ yếu ở nội nhủ và một phần ít ở phôi, tồn tại dưới dạng những khối lập thể, kích thước khá bé (hạt tinh bột)Hạt tinh bột của đại mạch có 2 kích cỡ:- Hạt to: dạng hình cầu hay hình ovan, đường kính 20-30µm.- Hạt bé: hình cầu hay hình que, kích thước khoảng 2-10µm+ Các chỉ số lý học của tinh bột:- Tỉ trọng: 1.5-1.6 - Nhiệt lượng riêng: 0.27Kcal/Kg0C- Dể dàng kết lắng bằng nước.- Góc quay ánh sang phân cực: 201.5-204.30+ Tinh bột không tan trong nước lạnh và các dung môi hữu cơ trung tính nhưng có khả năng hút nước và trương nở của tinh bột rất lớn. Ở nhiệt độ cao lượng nước không tương ứng với lượng tinh bột thì thể tích trương nở của tinh bột có thể tăng lên từ 60-100 lần và độ nhớt củng tăng lên rất nhanh.+ Tuỳ vào từng loại tinh bột mà điểm hồ hoá (là nhiệt độ mà hệ số trương nở và độ nhớt của tinh bột đạt giá trị lớn nhất) khác nhau:- Ngô và đại mạch: 800C- Gạo: 750C- Khoai tây: 650C+ Tính hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất bia, tinh bột được hồ hoá sẻ đường hoá nhanh hơn và triệt để hơn.+ Tinh bột gồm 2 polysaccharid:- Amylaza: 17-24% gồm 60-600 gốc đường glucoza liên kết với nhau qua cầu α-1,4 tạo thành mạch thẳng. Amylaza có dạng tinh thể, phân tử lượng 10000-100000 đơn vị, dễ hoà tan trong nước nóng tạo thành dung dịch không bền vững với độ nhớt khá thấp.Dưới sự xúa tác của enzyme amilaza, Amyloza sẻ bị phân cắt tạo thành các đường đơn giản maltoza và glucoza.- Amylopectin: 76-83%, tạo từ khoảng 2000 gốc đường glucoza, xếp thành một trục chính và nhiều mạch nhánh. Tại điểm phân nhánh các gốc đường glucoza liên kết với nhau qua cầu oxi α-1,6 các điểm khác α-1.4 glucozidAmylopectin là chất vô định hình coá khối lượng phân tử: 400.000-1.000.000 đơn vị, không tan trong nước nóng mà chỉ tạo thành hồ- Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amilaza để tạo thành maltotrioza, maltotetraoza, maltopentoza và maltoheptoza. Những oligosacharid cùng với một số dextrin bậc thấp hoà tan bền vững vào nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lện men. - Sự thuỷ phân tinh bột có tính chất nền tản cho quá trình sản xuất bia như ngâm, ươm mầm, sấy malt và đường hoá nguyên liệu.• Xelluloza:+ Được phân bố chủ yếu ở lớp trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ. Phân tử xenllulo gồm 2000-10000goc61 đường glucoza sắp xếp thành mạch dài xoắn lại thành từng chùm vì vậy cấu trúc chúng rất dai và khó bị phân cắt trong môi trường bình thường.+ Xenlluloza không tan trong nước, không thay đổi thành phần cấu trúc và đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình lọc dịch đường.• Hemixelluloza:+ Là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào và là một phức hệ gồm pentozan, hexozan, và acid uronic+ Hemixelluloza bị thuỷ phân tạo thành hexoza và pentoza dưới tác dụng của enzyme sitaza. Các đường đơn trên sẻ hoà tan bền vững vào dịch đường tạo thành chất chiết là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho nấm men phát triển.• Các hợp chất pectin và chất dạng keo:+ Các hợp chất pectin được phân bố ở thành tế bao2tao5 ra màng trung gian chiếm nhiều nhất là proteinpectin+ Các chất dạng keo khi hoà tan vào nước nóng thì tạo thành dung dịch có độ nhớt cao và vì chúng có bản chất là hydratcacbon nên khi bị thuỷ phân sẻ cho ra các đường đơn như galactoza và xiloza+ Sự tồn tại của hai hợp chất này trong dịch dường một mặt chúng làm tăng vị đậm và có khả năng tạo và giữ bọt của bia thành phẩm, mặc khác chúng sẻ làm cho dịch có độ nhớt cao khó lọc.• Saccharid thấp phân tử:+ Hay còn gọi là saccharid đơn giản chủ yếu gồm một số đường đơn và đường kép, chiếm nhiều nhất trong nhóm này là saccharoza (108% chất khô của hạt) được phân bố nhiều ở phôi: 5.5%+ Lượng glucoza và fructoza trong đại mạch là không đáng kể: 0.3-0.4%Các loại đường đơn giản tuy không nhiều nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của phôi đặc biệt giai đoạn ươm mầm.1.3.3 . Các hợp chất chứa Nitơ:Hàm lượng 9-11% so với lượng chất khô của hạt. Chúng có tác dụng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Chúng tồn tại dưới dạng cao phân tử , một phần nhỏ dưới dạng thấp phân tử dể hoà tan và có tính chất khác với nhóm cao phân tử “phiprotit” Protit:Là chỉ số quan trọng thứ hai sau tinh bột để đáng giá xem lô hạt đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia hay không. Nếu hàm lượng cao bia đục khó bảo quản, chất lượng cảm quan kém. Ngược lại nếu quá thấp quá trình lên men không triệt để, bia kém bọt, kém đậm và non nhiều chỉ số khác. Hàm lượng protit tốt nhất 8-10% Lớp aloron và phôi: Là khu vực phân bố nhiều protit nhất. Sự thuỷ phân protit là một trong những quá trính quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất malt và bia, đặc biệt nó là sản phẩm tạo thành do quá trình tương tác giữa các sản phẩm thuỷ phân của các hợp phần trong nội nhủ như tạo melenoid là yếu tố quyết định đến hương và vị của bia đen. Khả năng tạo bọt và giữ bọt cũng như độ bền keo của bọt bia phụ thuộc trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Chúng được chia ra làm 2 nhóm: Protit đơn giản hay còn gọi là protein: Có các đại diện tiêu biểu là levkozin, edestin hodein và gluten. Trong suốt quá trình sản xuất malt- biathi2 levkozin, edestin và một phần nhỏ hodein hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia còn những cấu tử khac21 thì kết lắng và thải ra ngoài. Protit phức tạp: hay còn gọi là proteid là những hợp chất được tạo thành từ một phân tử có bản chất là protein và một phân tử khác cơ bản chất phi protein, đại diện tiêu biểu là nucleoproteid, lipoproteid và photphoproteid, chúng kém hoà tan và hoà tan không bền vững song lại khó bỏ ra khỏi dịch đường• Phiprotit: gồm albumoza, pepton, peptit, polypeptit, acid amin.Trong đó albumoza và peptone có vqi trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm tăng them hương vị đậm đà của bia. Song nếu hàm lượng albumoza và peptone cao nó lại làm giảm độ bền keo vì chính chúng là tác nhân gây đục.• Peptit: là hổn hợp nhiều chất, phân tử chúng được tạo thành từ các gốc acid amin nhưng ít, chúng dể hoà tan vào dịch đường là một trong những thành phần dinh dưỡng• Acid ammin tự do: 0.1% so với lượng chất khô, tuy ít song tác dụng của chúng là rất lớn, chúng cung cấp cho nấm men phát triển đồng thời là tác nhân chính tạo melanoid tham gia vào việc giũ bọt và là thành phần dinh dưỡng trong bia.1.3.4 . Các hợp chất không chứa nito:Gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ nhưng không chứa nito và bị hoà tan. Khi được trích ly bằng nước, đại diện tiêu biểu của nhóm là polyphenol, chất đắng, fitin, acid hữu cơ, vitamin và chất khoáng Polyphenol:Tập trung chủ yếu trong vỏ phần lớn những hợp chất hoà tan tồn tại trong bia đều là những dẩn xuất catechin (nhóm flavor noid) các hợp chất này kết hợp với protit cao phân tử tạo phức chất dể kết lắng làm tăng độ bền keo của sản phẩm, dây là đặc tính có giá trị cao trong công nghệ sản xuất. Nhựng củng chính hợp chất này là nhân tố làm xấu đi hương và vị đắng của bia.Polyphenol chủ yếu tập trung ở vỏ vì vậy chúng ta rất dể loại trừ: ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ Chất đắng và chất chát:Phụ thuộc vào nhóm lipoid chính chúng gayy6 ra vị đắng kh1 chịu cho ia. Củng như polyphenol các chất đắng và chát tập trung chủ yếu ở vỏ vì vậy bằng cacch1 ngâm hạt trong môi trường kiềm nhẹ thì dể dàng loại bỏ chúng ra khỏi hạt. Fitin:Là muối đồng thời của canxi và magie với axit inozit-phophoric C6H6O6(H2PO3)6 tập trung chủ yếu ở vỏ :0.9% chất khô của vỏ, khi bị thuỷ phân sẻ tạo nên inozit và axit photphorit, đây là nguồn cung cấp photpho cho nấm men, them vào đó chính fitin làm tăng độ chua cho dịch cháo ở giai đoạn đường hoá.Nó là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân. Vitamin:Chủ yếu là vitamin nhóm B (B1, B2, B6¬) và vitamin C, PP2, tiền vitamin A,E, axit pantotenic, biotin, axit pholievic và nhiều dẩn xuất vitamin khác. Hàm lượng vitamin trong đại mạch tuy ít nhưng chúng rất quan trọng trong công nghệ sản xuất malt vì vitamin là nhân tố điều hoà sinh trưởng của nấm Chất khoáng: Đem phân tích thành phần tro cùa đại mạch, thu được kết quả như sau ( tính theo % trọng lượng tro): P2O5: 35; SiO2: 26; K2O: 21; MgO: 9; CaO: 2.8; Na2O: 2.4 ; SO32-: 1.9; Fe2O3: 1.5; Cl :1 Các chất khoáng của đại mạch có vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất malt và bia đặc biệt là photpho, là nguyên tố có vai trò thiết yếu trong việc hình thành hệ thống đệm trong dịch đường.1.3.5 Chất béo và lipoid:Hàm lượng chất béo và lipoid 2.5-3% hàm lượng khô của hạt, tập trung chủ yếu ở phôi và lớp aloron. Những dầu béo này có màu vàng café nhạt và mùi thơm nhẹ. Các chỉ số của dầu béo:+Chỉ số axit:16+Chỉ số xà phòng: 181+ Chỉ số Iod: 125Thành phần chủ yếu của chúng là este và glyxerin với các axit béo bậc cao. Trong giai đoạn ươm mầm với tác dụng của enzyme lipaza thì một phần dầu béo sẻ bị thuỷ phân, các sản phẩm thuỷ phân này một phần nuôi cây con một phần tồn tại trong dịch đường hoặc thải ra ngoài theo bả maltChất béo và lipoid là nguyên nhân làm giảm độ bền keo của sản phẩm1.3.6 . Perment (enzyme):Bản chất là những protein và chúng có hoạt tính sinh học rất cao, giữ vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt- bia.Hoạt lực của enzyme ở giai đoạn hình thành hạt là rất cao và giảm dần đến lúc hạt chin, ở trạng thái liên kết (tiềm ẩn), khi sấy 13% và đến khi ngâm hạt, hạt hút nước và lượng nước của hạt 43-44% thì hệ enzyme sẻ được giải phóng ở trạng thái tự do.Một số hệ enzyme trong đại mạch:Enzyme hydrolaza( enzyme thuỷ phân):Phụ thuộc vào bản chất thuỷ phân, hệ enzyme này được chia làm 3 nhóm:• Cacbon hydroza:Chủ yếu thuỷ phân các gluxit cao phân tử thành các dextrin bậc thấp. Trong nhóm này phân làm 2 nhóm: polyaza và hexozidaza.+ Hexozidaza: là những enzyme tham gia xúc tác thuỷ phân disaccharide, trisaccharid và một số glucozit khác.+ Polyaza: là hệ enzyme thuỷ phân những gluxit cao phân tử bao gồm 1 số enzyme sau:_ Diastaza: phân cắt tinh bột thành dạng đường dextrin nó đóng vai trò cực kì quan trọng trong công nghệ sản xuất bia. Diataza gồm 2 enzyme: α-amylaza và β- amylaza.α-amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin nhờ vậy mà trong giai đoạn dịch hoá độ nhớt của dịch cháo sẻ được giảm xuống. α-amylaza được hoạt hoá trong giai đoạn ươm mầm, nhiệt độ tối ưu 700C và pH : 5.7β-amylaza: phân cắt tinh bột thành maltoza và dextrin, nhiệt độ thích hợp là 630C và pH: 4.7_ Sitaza: gồm 2 enzyme Sitoclactaza và sitolitaza Sitoclactaza: có tác dụng hemixellutoza thành các sản phẩm trung gian, tiếp đó sitolitaza sẻ nhảy vào và tiếp tục thực hiện phân cắt các sản phẩm trung gian này thành các sản phẩm cuối như: pentoza và hexoza.Nhờ quá trình phân cắt này làm cho thành tế bào bị phá vở là điều kiện cho các enzyme khác xâm nhập và nâng cao hoạt lực. Song nó củng là vấn đề trong quá trình sấy vì khi thành tế bào bị phá vở, malt đem sấy thì hạt trở thành xốp._ Hexozidaza: Phân cắt đường kép và đường bội ba thành các đường đơn , trong công nghệ sản xuất bia các enzyme maltaza( α-glucozida ) và saccharoza (β-fructozidaza) rất có ý nghĩa.• Proteaza: Thuỷ phân protein thành các sản phẩm trung gian và sau đó một số trong các hợp chất này tiếp tục bị phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là axit amin và NH3. Proteinaza: Thuỷ phân protein thành albumoza và peptone sau đó tiếp tục thuỷ phân peptone thành peptit và polypeptit.Proteinaza phân bố chủ yếu ở lớp aloron và phôi, trong đại mạch chin proteinaza nằm ở trạng thái liên kết và chúng hoạt động trong giai đoạn ngâm và ươm mầm, khi đó hoạt lực của chúng tăng 3-5 lần.Ở pH: 4.6-5.0, nhiệt độ 500C enzyme này hoạt động mạnh. Trong diều kiện sản xuất, lượng albumoza và peptone được tạo ra nhiều nhất ở 580 C_ Peptidaza: gồm 2 enzyme là dipeptidaza và polypeptidaza, 2 enzyme nỳ sẻ tác động lên dipeptit và polypeptit phân cắt thành các axit amin. TRong đại mạch khô hoạt lực của enzyme này không đáng kể, hoạt lực của chúng tăng khi ươm mầm. Hoạt động mạnh nhất ở pH 7.5 và nhiệt độ 50-520 và vô hoạt khi pH <5_ Amidaza: phân cắt nhóm amin ra khỏi nhóm axit amin để tạo thành axit hữu cơ và giải phóng NH3.Chúng củng có thể phá vở mối liên kết peptit của các amin để phá huỷ chúng.• Esteraza: Phân cắt các mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau hoặc các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Trong nhóm này có 3 nhóm nhỏ:_ Lipaza: là nhóm vá vở liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các axit béo bậc cao, lipaza phân bố chủ yếu ớ lớp aloron và phôi, củng như các enzyme khác lipaza có hoạt lực mạnh trong quá trình ươm mầm và bị mất hoạt tính trong quá trình sấy malt. Ở nhiệt độ 350C và pH là điều kiện tối ưu cho lipaza hoạt động._ Amilophosphataza: tham gia hỗ trợ quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt các mối liên kết este của axit phtphorit trong phân tử amilopectin nhờ vậy mà tinh bột được hồ hoá dể dàng hơn, nhiệt độ topt= 35C, pHopt= 5_ Fitaza: Phá vở mối liên kết este giữa axit photphoric và inozit ( tham gia thuỷ phân fitin) đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt- bia vì H3PO4 được giải phóng làm cho độ chua tăng lên và tăng cường độ lực đệm của dịch đườngDecmolaza: (enzym oxi hoá khử)Xúc tác quá trình oxi hoá khử của quá trình hô hấp và quá trình phân giải iếm khí gluxit (quá trình lên men rượu) nghĩa là tham gia trực tiếp váo quá trình trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm mầm.Một số enzyme trong nhóm này như dehydaza và catalaza tham gia vào phản ứng oxi hoá khử các hợp chất polyphhenol, protein và một số hợp chất khác. Bằng cách đó chúng đã gây ảnh hưởng gián tiếp đến các chỉ số chất lượng của dịch đường và bia thành phẩm. 1.4. Bảo quản đại mạch Đồi với đại mạch dùng đề sản xuất malt và bia thì việc tạo và giữ được một chế độ công nghệ bảo quản thích hợp sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo quản chất lượng của thành phẩm( bia) sau này. Trước hết đại mạch được tiến hành loại bỏ các tạp chất lẫn lộn rồi tiến hành phân loại để đảm bảo hạt đuợc nảy mầm đồng đều. Các quá trình ảnh hưởng tới việc bảo quản khồi hạt là : quá trình hô hấp, quá trình chín sau thu hoạch. Có 3 cách phân loại hạt đại mạch: phân loại theo chiều rộng hạt;theo chiều dày hạt và theo chiều dài hạt.ủa sự biến đổi độ ẩm trong hạt,vì vậy cần phải lưu ý đặc biếtự thay dổi độ ẩm của hạt đại mạch trong thời gian bảo quản,trong thời gian này độ ẩm không đuợc vượt quá 15%. Cũng cần nhớ rằng,khi sấy đại mạch,ngoài yêu cầu làm giảm độ ẩm xuống,cần phải bảo tồn sự sống của mầm phôi. Sấy đại mạch:Những biến động sinh-hóa trong hạt đại mạch chịu ảnh hưởng rất lớn đối với sự biến đổi độ ẩm trong hạt.Vì vậy cần phải lưu ý đặc biệt sự thay đổi độ ẩm trong thời gian bảo quản,trong thời gian bảo quản độ ẩm không được vượt quá 15%.Cũng nhớ rằng khi sấy đại mạch, ngoài yêu cầu làm giảm độ ẩm xuống cần phải bảo tồn sự sống của phôi,nếu không mầm phôi sẽ bị phá hủy và không còn khả năng lên mầm nữa.Vì vậy để hạ thấp Wh, phải tiến hành sấy ở nhiệt độ không quá 45oC.Có thể dung các lò sấy malt để sấy đại mạch. Trong quá trình bảo quản có thể bị vi sinh vật và côn trùng gây hai vì thế cần có các biện pháp đế phòng và diệt côn trùng như là: Chọn các dòng đại mạch giống sạch bệnh và có khà năng chống chịu sâu bệnh Trước khi nhập đại mạch vế bảo quản tất cả các mặt bằng của kho và khu vực xung quanh kho, các dụng cụ và phương tiện có tiếp xúc với đại mạch phải được vệ sinh sạch sẽ. Xung quanh các công trình phụ trợ, đường nội bộ, cống rãnh thoát nước….phải được dọn sạch, không để cỏ mọc, không tích tụ rác bẩn Không tiếp nhận các lô đại mạch có hàm lượng ẩm cao hơn 14% Khi nhập kho phải kiểm tra độ nhiễm trùng của lô hạt để có biện pháp xử lí. Trong quá trình bảo quản phải giữ đúng quy trình quy phạm bảo quản. III. KỸ THUẬT SẢN XUẤT MALT Hạt đại mạch được rửa sạch, ngâm trong nước để kích thích nảy mầm (ngâm trong nước , để ráo, rồi lại ngâm trong nước .. tùy thuộc vào từng qui trình khác nhau) Nước thấm vào hạt và hàm lượng nước tăng dần lên đến 40%. Nhiệt độ trong hộp nảy mầm thường được giữ vào khoảng 15oC. Trong khoảng thời gian này, trong nhân của hạt lúa, các loại enzyme từ từ phát triển bao gồm enzym phân hủy đạm (Proteinase) , enzyme phân hủy bột (Amylase) và các loại khác như cellulase, pentosanase. Các loại enzyme này làm các chất dự trữ trong hạt lúa đổi sang trạng thái hòa tan trong nước với mục đích cung cấp dinh dưỡng cho mầm đang phát triển. Sau 5 đến 7 ngày, quá trình nảy mầm được chấm dứt bằng cách sấy khô các hạt mầm trong nhiệt độ thấp (nếu nhiệt độ cao, hạt mầm sẽ hư, enzyme hết hoạt động,  chai cứng không đường hóa được). Các mầm ló ra khỏi hột  được cạo bỏ (dùng làm thực phẩm gia xúc) và malt (hạt mầm) có thể đem cất trữ vào kho khi đã khô sạch. IV . MALT 1.Giới thiệu chung về malt. Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất các loại bia “malt là linh hồn của bia” điều đó trở thành phương ngôn của người làm bia. Chỉ có malt tốt mới làm dịch đường có chất lượng cao và một sản phẩm bia với tất cả các đặc tính hấp dẩn, đạt các chỉ tiêu về hoá lý, cảm quan củng như đảm bảo tính ổn định về mặt sinh học. Quá trình quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành hạt milt là sự nảy mần. Mục tiêu lớn nhất của quá trình nảy mần và củng là mục tiêu chủ yếu của quá trình sản xuất malt là để hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ emzim có trong hạt đại mạch. Malt là sản phầm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc,ngô,…..Sau khi cho nảy mần ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. Malt là một loại bán thành phẩm và giàu chất dinh dưỡng: 16 – 18% chất thấp phân tử dễ hòa tan , chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các acid amin, các chất khoáng, các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ emzim đặc biệt phong phú, chủ yếu là amylaza và proteaza. 2.Vai trò Malt cung cấp toàn bộ lượng glucid (chủ yếu dưới dạng tinh bột) để chuyển hóa thành đường, và từ đường chuyển hóa thành cồn và các chất khác. Malt chứa đầy đủ enzym amilaza để thủy phân tinh bột. Nếu sử dụng thế liệu nhiều thì lượng enzym này cung cấp không đầy đủ và ta buộc phải bổ sung enzym từ bên ngoài vào, chủ yếu là enzym từ vi sinh vật. Malt cung cấp khá đủ lượng protein và có chứa hệ enzym proteaza để thủy phân chúng. Trong giai đoạn ươm mầm, hệ enzym này được hoạt hóa mạnh mẽ. Khi chuyển sang giai đoạn nấu, chúng thủy phân protein tạo thành các phức chất có khả năng giữ CO2 tốt, tạo vị bia đặc trưng. STT Chỉ tiêu kiểm tra Tiêu chuẩn 1 Ngoại cảm Màu vàng rơm, không có mốc, không sâu mọt 2 Độ ẩm <=5% 3 độ hòa tan trên chất khô xay nhuyễn >=80% 4 Protein tổng 9,5-11% 5 Hoạt lực 260 - 320WK 6 Cỡ hạt >2,5 mm Cỡ hạt <2,2 mm >=85% >= 1,5% 7 Độ trong <= 5 EBC 8 Thời gian đường hoá < 15phút 9 Tốc độ lọc Bình thường 10 Độ màu 3,0-4,5 EBC 11 pH 5,6-6 12 Protein hòa tan 4,0-4,7% 13 Chỉ số Kolbatch 38-43 Các loại enzym trong malt Hệ thống enzyme này gồm có: alpha-amylase, beta-amylase và amilophosphatase, phần lớn chúng tập trung ở phôi mầm và một ít được phân bố ở phần dưới của nội nhũ hoặc trong màng ngăn giữa vỏ trấu và nội nhũ. Hình 8: cấu tạo hạt malt Hệ thống enzym thủy phân tinh bột Với enzyme alpha-amylase cơ chất của nó là tinh bột và destrin, từ đó tạo ra sản phẩm là maltose và các destrin mạch ngắn. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.8, topt = 72 – 76 0C. Với enzyme beta-amylase, nó có trong hạt đại mạch ở dạng liên kết cũng như dạng tự do, nhưng trong quá trình ươm mầm hoạt tính của enzyme này sẽ tăng dần. Với sự tham gia của enzyme này, tinh bột đại mạch sẽ bị phân cắt thành đường maltose. Enzyme này hoạt động tối ưu ở pHopt = 5.5 – 5.8, topt = 62 – 650C Hệ thống enzyme protease: Trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở trạng thái liên kết, hầu như không hoạt động. Nhưng khi chuyển qua giai đoạn ươm mầm thì hoạt tính chung của hệ enzyme protease tăng nhanh. Proteinase: sẽ tấn công lên các phân tử protein nguyên thủy để tạo ra các sản phẩm trung gian như: pepton, peptit, polypeptit, với pHopt = 5.1, topt = 50 – 550C. Peptidase: nó sẽ phân cắt các peptit có sẵn trong hạt đại mạch và những peptit trong malt do proteinase phân giải để tạo thành các acid amin trong hạt malt, với pHopt = 7.3 – 7.9, topt = 40 – 450C. Amidase: chúng sẽ tấn công các muối amit để hình thành NH3 và acid amin, góp phần làm thay đổi tính chất và hàm lượng của protein trong hạt malt, các enzyme amidase có pHopt = 7.3 – 8.0, topt = 45 – 500C. Hệ thống enzyme esterase (phosphatase): Hệ thống enzyme esterase (phosphatase) gồm có: saccharophosphatase, phytase, glyxerophosphatase, nucleotidase… tham gia thúc đẩy và xúc tác cho các quá trình ester hoá trong quá trình nảy mầm. Phytase: phá mối liên kết este của phytin và giải phóng ra rượu inozit và axit phosphoric tự do. Phytase có pHopt =5.0 – 5.5, topt =40 – 500C. Các enzyme khác như: saccharophosphatase, glyxerophosphatase, nucleotidase sẽ phá các mối liên kết ester tương ứng của các hợp chất hữu cơ có chứa phosphate và giải phóng ra acid phosphoric tự do. 3.Các lạo malt đặc biệt trong sản xuất bia -         Pilsener malt: Dùng cho các loại bia vàng, màu lợt (sấy khô bằng khí nóng 80oC). -         Wiener malt: Bia có màu vàng óng   (sấy khô bằng khí nóng 85oC)  -         Münchner Malt : Bia có màu vàng óng (sấy khô bằng khí nóng 90oC)  -         Malt lúa mì: rất nhiều enzyme, màu lạt, dùng chế loại bia lúa mì (khoảng 30% malt lúa mì, 70% malt đại mạch) như  bia Berline Weiss. -         Malt đậm màu: malt rang / sấy rất đậm màu, có chứa ít hoặc hầu như không có enzyme, dùng để tạo màu cho bia đậm, đen.  -         Caramel malt: (loại lạt và đậm màu): là loại malt biến caramel, vị ngọt, có ít hoạt tính enzyme  -         Melanoidin malt: quá trình lên mầm, sấy kỹ hơn các loại malt khác, có chứa nhiều melanoidine, chất tăng khả năng bảo quản của bia.  -         Malt khói: sấy khô bằng lửa khói gỗ sồi, dùng chế bia có mùi khói.  Bảng 1.  Một số malt được ứng dụng trong sản xuất bia STT Malt Màu EBC Tính chất Đặc tính Sử dụng 1 Caramel 20 - 50 - Malt caramel Bỉ, rang khô hạt malt ở nhiệt độ vừa để tăng độ đắng - Giúp tăng màu sắc và độ sánh khi uống - Dùng để nấu bia hơi, bia nhẹ ít cồn hoặc không cồn. 2 Aromatic 100 - 150 - Có mùi hương, nẩy mầm ở nhiệt độ cao, sấy khô ở 115oC để tăng hương thơm. - Cho mùi hương malt rất mạnh đối với các loại bia màu hổ phách, sẫm màu hay bia Đức. - Dùng cho các loại bia thơm. - Tỷ lệ trộn khuyên dùng tới 20% 3 chocolate 900 - Là loại malt chocolate Bỉ, rang ở nhiệt độ 220oC - Là loại malt rất sẫm màu, cho nhiều hương vị và màu sắc. Ít đắng hơn black malt. - Dùng cho các loại bia sẫm màu, mạnh hoặc đen. - Tỷ lệ trộn 7% 4 Black 1500 - Là loại malt sẫm màu nhất, được rang ở nhiệt độ 220oC. - Làm tăng mùi cho các loại bia đặc biệt, mang đến hương vị se đặc hơn so với các malt khác. - Dùng cho các loại bia sẫm màu. - Tỷ lệ trộn tối đa khuyên dùng là 3% 5 wheat 2,5 – 3,5 - Là loại malt lúa mì của Bỉ. - Phát huy hương vị đặc trưng của malt lúa mì. - Dùng cho các loại bia trắng nhẹ ít cồn hoặc không cồn. - Tỷ lệ trộn 40% 6 Coffee 500 - Là malt sẫm màu nhất trong các malt caramel của Bỉ, sấy khô ở nhiệt độ 200oC. - Cho bia có mùi và vị cafe. - Có tác dụng làm tăng màu sắc và hương vị của bia. - Tỷ lệ trộn khuyên dùng 5% 4 . Bảo quản đại mạch Sau khi sấy và tách rễ xong malt chưa thể dùng ngay để sản xuất bia, vì các lí do sau đây: Vỏ giòn, nghiền bị nát, trong quá trình đường hoá sẽ hoà tan một lượng lớn polyphenol làm cho bia kém độ bền cao, dịch đường khó lọc Hoạt lực hệ emzim thuỷ phân chưa ổn định, quá trình đường hoá diễn ra khó khăn, hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa đạt giá trị cao nhất. Vì những lí đó, trước khi trở thành nguyên liệu sản xuất bia, malt khô nhất thiết phải trải qua giai đoạn bảo quản, thời gian ít nhất là 3-4 tuần. Trong thời gian bảo quản, hạt sẽ hút nước đến hàm ẩm 5-6% . Với hàm ẫm này, vò của hạt sẽ mền và dẻo, lúc nghiền không bị nát, tạo lớp màng lọc lí tưởng cho quá trình lọc bã malt. Cũng do hạt hút thêm nước, thể tích hạt tăng lên, đồng thời trong lúc này ở trong hạt một số quá trình mà kết quả của chúng là: Hoạt lực amylaza và proteaza tăng. Hàm lượng đạm hoà tan tăng nhưng không đáng kể. Chỉ số độ chua định phân tăng. Trước lúc bảo quản, nhiệt độ của malt cần hạ xuống 200C. Thời hạn tối đa mà malt có thể bảo quản là 2 năm. V. Nguyên liệu thay thế đại mạch Ngoài đại mạch, trong công nghệ sản xuất bia, để giảm giá thành sản phẩm, người ta đã đưa một số loại nguyên liệu khác để thay thế. Các loại nguyên liệu thay thế có thể chia thành 2 loại: nhóm dạng hạt và nhóm dạng đường 1.Nguyên liệu thay thế dạng hạt Các loại ngũ cốc dùng đề thay thế malt đại mạch chủ yếu là tiểu mạch, thóc (hoặc gạo) và ngô. Các loại hạt này được sử dụng ở trạng thái chưa ươm mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt. Tiểu mạch ( triticum ) Về hình dáng bên ngoài và cấu trúc giải phẫu thì hạt tiểu mạch gần giống với đại mạch, chỉ có đặc điểm dễ nhìn thấy là hạt tiểu mạch không có lớp vỏ trấu. Vỏ tiểu mạch chỉ có 2 lớp: vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt với nhau. Mặt khác lớp vỏ hạt trong cùng cũng liên kết với nội nhũ chặt hơn so với đại mạch. Hạt tiểu mạch chứa khoảng 60-65% tinh bột, tính theo chất khô; 2,5-3% saccharoza ; 2% glucoza và maltoza ; 12-13% protein ; 2,5%-3% xelluloza ; 1,5-2% chất béo ; 1,5-2% chất khoáng và 10-11% các hợp chất không chứa nitơ. Rất ít khi sử dụng tiểu mạch để sản xuất bia. Gạo và thóc tẻ (oryza sativa) Gạo là loại ngũ cốc được dùng trong sản xuất bia nhiều hơn cả. Có thể sử dụng chúng ở 2 hình thức: dùng gạo trực tiếp chế biến lẫn với bột malt, hoặc dùng thóc ươm mầm, có thể sấy khô hoặc dùng ở dạng malt tươi. Bao gồm các bộ phận: vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt,lớp alơron, nội nhũ và phôi.trong thành phần chất khô của gạo thì tinh bột chiếm đến 75%; protein 8% ; chất béo 1- 1,5% ;xelluloza 0,5-0,8% ; chất khoáng 1-1,2% Để thay thế malt đại mạch nên chọn loại gạo có độ trắng đục cao hơn vì có hàm lượng protein cao hơn, hạt chắc và cứng hơn. Gạo có hàm lượng tinh bột khá cao, protein ở mức vừa phải còn chất béo và xelluloza thì ở mức giới hạn.Gạo là một nguyên liệu khá lí tưởng cho việc sản xuất bia.Với lượng gạo thay thế đến 20% hoàn toàn có thể sản xuất các loại bia có chất lượng hảo hạng dùng để xuất khẩu. Có thể sử dụng thóc để sản xuất bia sau khi ươm mần. . Ngô Ngô có các loại: ngô răng cưa, ngô đá và ngô bột. Hạt ngô có màu vàng hoặc trắng. Ngô vàng do nội nhũ có chứa các hợp chất carotenoid, xantophyl và zeacxantin. Ở hạt ngô đỏ hoặc hồng có chứa chất màu antixian. Cấu tạo hạt ngô có các phần sau đây: ngoài cùng là lớp vỏ quả, gồm 12-14 dãy tế bào chiếm 5-7% khối lượng hạt, có chiều dày khoảng 0,3mm; tiếp đến là lớp vỏ hạt, mỏng, chiếm 2% khối lượng của hạt. Trong thành phần của vỏ quả và vỏ hạt có nhiều xelluloza, pentozan và một ít các nguyên tố tro. Sau lớp vỏ hạt là lớp alơron, chiếm đến 6-8% khối lượng hạt, gốm một lớp tế bào có kích thước lớn, bằng 2 tế bào khác. Trong lớp alơron có chứa các nguyên tố tro, protein, chất béo và xelluloza. Phôi ngô chiếm 10-11% khối lượng của hạt.Trong thành phần của phôi có có 33-45% chất béo, 20% protein, 7,5% đường và tro, 4% xelluloza và gần 5% tinh bột. Nội ngũ chiếm 75% khối lượng hạt. có chứa : tinh bột 77-84%, protein 7-11%, chất béo 1%, tro 0,3-0,8%, đường 1% và xelluloza 0,5%. Protein của ngô chủ yếu là prolamin và glutelin. Trong quá trình đường hóa, chúng rất khó hòa tan, vì vậy hiệu suất thủy phần rất thấp, phần lớn bị thải ra ngoài theo bã malt. Ngô được dùng thay thế chủ yếu là ngô trắng đục do hàm lượng tinh bột cao, protein thấp, được sử dụng dưới dạng bột nghiền nhỏ. Trở ngại là phôi của chúng khá lớn, hàm lượng chất béo nhiều, khó lọc và làm giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia. 2.Nguyên liệu thay thế dạng đường Ngoài các loại nguyên liệu thay thế dạng hạt, trong công nghệ sản xuất bia còn sử dụng một số nguyên liệu thay thế cho dạng đường hoặc bán thành phẩm chế biến từ đường. Các nguyên liệu được bổ sung trực tiếp vào dịch đường ở giai đoạn nấu hoa houblon. Đường mía và đường củ cải (sassharoza) Là loại nguyên liệu có chất lượng cao, dùng để thay thế một phần malt đại mạch.Thông thường thì 2 loại đường này được đưa vào sử dụng ở dạng hạt sau khi tinh luyện, với hàm lượng saccharoza không dưới 98% Lượng saccharoza đưa vào thay thế không quá 20% so với lượng chất khô đã được trích ly từ malt vào dịch đường Đường thủy phân (glucoza) Thu nhận được bằng cách thủy phân tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng acid, sau đó trung hòa, lọc, cô đặc chân không đến 77-84% chất khô. Ngoài glucoza (63-75%), trong thủy phân còn chứa 3-16% dextrin bậc thấp, 0,9-1,2% tro và một số thành phần khác. Lượng thay thế thông thường là 10-15%. Đường invertaza Là hỗn hợp glucoza và fructoza nhận được bằng cách thủy phân dung dịch 80% đường củ cải bẳng acid. Hỗn hợp thu được là 30-40% đường ngược, 20-30% nước, 30-35% saccharoza, 3-5% chất tro và một số ít các thành phần khác. Loại đường này chỉ sử dụng trong sản xuất bia đen với mục đíc làm tăng cường độ màu cho sản phẩm. Xiro tinh bột Thu được bằng cách thủy phân tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng acid. Đây là quá trình thủy phân không cho tiếp diễn đến cùng.Thu được hỗn hợp, trong đó có chứa 32-40% glucoza, 15-20% nước, 1-1,5% tro và một số các thành phần khác. Tỷ lệ thay thế là 10-15% Hoa houblon Hình 5: hoa houblon Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh họccùa sản phảm.Là nguyên liệu không thể thay thế trong ngành sản xuất bia. 1.Đặc tính thực vật Houblon ( Humulus lupulus) là loại thực vật lưu niên đơn tính, thuộc họ Gai mèo ( cannabinaceae), cá biệt vẫn gặp những cây đồng thời có hoa cái và hoa đực trong trường hợp đó hoa đực thường là bị điếc. Trong công nghệ sản xuất bia, ta chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn.Trong một gió houblon có các bộ phận: trục, cánh và nhị hoa. Khi hoa bắt đầu chín thì ở bên trong các cánh hoa, và đặc biệt là ở nhị hoa xuất hiện các hạt màu vàng óng, rất dẻo gọi là lupulin .Hạt lululin có dạng hình cấu, đường kính 0,15-0,25mm và chúng được đính vào cánh hoa và nhị hoa bằng những cuống rất mảng và ngắn. Chính những hạt lupulin này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon. Cây phát triển tốt ở vùng Trung Âu và Bắc Mỹ. 2. Thành phấn hóa học của hoa houblon Phụ thuộc vào chủng giồng, điều kiện khí hậu, đất đai gieo trồng và kỹ thuật canh tác, thành phần hóa học của hoa houblon có sự khác nhau đáng kể và thường dao động trong khoảng rộng như sau (tính theo % chất khô): Nước:                                      11- 13 Chất đắng:                               15 - 21 Polyphenol:                              2,5 - 6 Protein:                                    15 - 21 Xelluloza:                                 12 - 14 Chất khoáng:                            5 - 8 Tinh dầu thơm:                         0,3 - 1 Các hợp chất khác:                   26 – 28 Chất đắng Chất đắng đóng vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, không chỉ là nguồn cung cấp vị đắng dịu đặc trưng cho bia mà còn là những chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp bia có khả năng giữ bọt lâu, hơn nữa chất đắng có khả năng kháng khuẩn mạnh giúp tăng cường độ bền sinh học của bia thành phẩm ( độ bền sinh học : chỉ là khả năng chống nhiễm tạp vi sinh thôi). Chất đắng gồm nhiều thành phần, trong đó quan trọng nhất phải kể đến acid đắng (alpha- humulone và beta - lupulone) và các nhựa đắng. Trong tổng số phần trăm khối lượng của chất đắng tính theo chất khô của hoa( 15-21%)thì khối lượng của các hợp phần trên đây là: α – axit đắng : 6- 9% β – axit đắng: 3-4% nhựa mền : 5-6% nhựa cứng : 1-2% α – axit đắng ( humulon) gồm 6 hợp chất : humulon, cohumulon, prehumulon, prehumulon posthumulon và 4- deoxyhumulon . Các axit al pha có độ đắng đáng kể nhất, gấp 9 lần axit beta và có khả năng chống khuẩn gấp 3 lần ( cái ni đọc thôi, không có reference). Khả năng hòa tan của alpha – axit trong nước kém, khả năng này tăng khi nhiệt độ cao và trong môi trường kiềm (trong khi dịch đường nấu bia môi trường axit, pH ~ 5,2 nên càng khó hòa tan). Khả năng hòa tan của các axit này tăng rõ rệt khi chúng chuyển sang dạng đồng phân iso. Chính vì lí do đó, ở giai đoạn đun sôi nấu hoa (ebouitillon và houblonnage) ng` ta cố gắng đun sôi mạnh, một phần nhằm tăng hiệu suất chuyển hóa sang đồng phần iso của axit đắng. Hơn nữa, ở nhiệt độ cao, các axit đắng bị thủy phân tạo các hợp chất có độ đắng đáng kể hơn nhiều so với các hợp chất ban đầu . β– axit đắng (lupulone) : gồm 4 hợp chất: lupulon, colupulon, adlupulon và prelupulon. Các axit này có tính chất tương tự axit alpha, nhưng độ đắng kém hơn, khả năng đồng phân hóa, thủy phân kém hơn. Sau khi bị polyme hóa và oxy hóa một phần  các axit này trở thành nhựa mềm, sau đó nhưa cứng.  (Nhựa mềm có khả năng hòa tan tốt hơn axit β, đắng hơn => nguồn chất đắng khá quan trọng). Trong khi đó nhựa cứng ít đóng vai trò trong công nghệ sản xuất bia ( nên người ta rất hạn chế tạo ra các sản phẩm này trong quá trình chế biến và bảo quản hoa và chế phẩm => bảo quản lạnh, độ ẩm thấp, bảo quản trong khí trơ ( co2 hoặc n2) và bóng tối). Nhựa mền Là polyme của các acid đắng, là chất vô định hình, chưa được xác định về thành phần hoá học. Khả năng hoà tan của nhựa mền vào dịch đường cao hơn β- acid đắng. Vì vậy chúng tạo ra được lực đắng khá hơn cho bia.Đây là hợp phần rất có giá trị của chất đắng Nhựa cứng Cũng là polyme của các acid đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa mến. Chúng được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử nay không hoà tan vào nước và dịch đường. Chúng bị thải ra ngoài theo cặn lắng. Đây là hợp chất không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia. Để xác định lực đắng của houblon, người ta đưa ra nhiều công thức. Hiện nay trên thế giới, phổ biến nhất vẫn là cách tính lực đắng theo Wollmer: Lực đắng = α- acid đắng + (β- acid đắng + nhựa mền): 9 Chất chát Tanin: Với hàm lượng trung bình khỏang 4% trọng lượng hoa,tannin có một vai trò nhất định trong quá trình công nghệ,từ đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đế chất lượng bia. Chúng tồn tại trong hoa huplong như những hạt bụi màu xám,dễ dàng hòa tan trong nước nóng,axeton…Có công thức hóa học chung C25H24O13,và tannin là một hợp chất không bền dễ bị oxy hóa. Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa huplong,trước hết tannin được chiết trích ra ở dạng hòa tan,sau đó do điều kiện nhiệt độ cao và thời gian kéo dài,chúng sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng với các mức độ khác nhau,các phần tử trùng ngưng sẽ hình thành các mối lien kết đẳng điện với các phần tử protein trong dịch đường,hình thành những phức tannin-prôtêin,tạo ra kết tủa nóng trong quá trình này. Từ đó ta nhận thấy rằng tannin,một mặt có ảnh hưởng tốt tới quá trình công nghệ,giúp cho dịch đường trong nhanh và kết tủa các thành phần protein không bền,làm tăng độ bền vững keo của bia,song mặt khác tanin cũng làm kết tủa cả những thành phần protein bền,dẫn đến chỗ giảm khả năng tạo bọt của bia.Nếu hàm lượng tanin có trong bia vừa phải(0,012-0,028%),thì sẽ gây cho bia có vị chát đắng dễ chịu nhưng nếu cao hơn thì ngược lại,do đó tùy theo hàm lựong tanin trong hoa nhiều hay ít,ta có thể rủa qua nước nóng một vài lần dể loại bớt lượng tanin trước khi đun sôi dịch đuờng với hoa. Tinh dầu thơm Tinh dầu thơm của hoa houblon hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu Là những chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, tinh dầu thơm có mùi thơm rất mạnh. Tỷ trọng của chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượi etylic nồng độ cao. Ở trong nước tỉ lệ hoà tan của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh trong nhiệt độ thường. Thành phần hoá học của tinh dầu thơm trong hoa houblon rất phức tạp, bao gồm đến 103 hợp chất khác nhau. Trong hỗn hợp đa dạng đó thì phần lớn là những terpen, rượi, xeton, aldehid, este và acid. Nhóm các hơp chất chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong thành phần của tinh dầu thơm là hydrocacbon( 75%) Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon, có đến 98% lượng tinh dầu thơm bay ra ngoài theo hơi nước, chỉ còn 2% tồn tại lại ở trong bia Polyphenol Giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dùng để kết lắng và loại bỏ hợp chất protit cao phân tử ra khỏi dịch đường, làm ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm Trong kỹ thuật người ta sử dụng polyphenol của hoa houblon để loại trừ các cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường( vì chúng tồn tại trong bia sẽ là nguyên nhân gây đục bia sau này) e.Giá trị chất lượng của hoa huplong: Hình 7: cấu tạo hoa houblon -Chất lượng hoa huplong được đánh giá qua hai chỉ tiêu đại diện:cảm quan và các thành phần hóa học chủ yếu. *Về cảm quan hoa huplong được xếp theo 3 loại sau: Loại 1:Hoa có màu vàng đến vàng óng,cánh hoa to đều chắc,chua bị rách và bị bệnh. Loại 2:hoa có màu vàng hoặc vàng lục, cho phép có  những chấm đỏ caphê trên cánh hoa đồng thời có một số hoa bị rách cánh hoa khoảng 1,5 cm. Loại 3:màu hoa từ xanh vàng đến màu nàng, cánh hoa bị rách nhiều và có nhiều vết đỏ caphê trên cánh hoa.hàm lượng tanin trong hoa dao động khá lớn,thường từ 2-6% trọng lựong hoa. Giá trị các thành phần hóa học hoa huplong, căn cứ vào tổng lựơng chất đắng tinh dầu và tanin có trong hoa: Bảo quản hoa: Hoa huplông được bảo quản trong kho khô giáo, tối và có nhiệt độ thấp, vì những thành phần hữu ích của hoa đểu rất dễ bị oxi hóa. Dể hạn chế sự giảm sút chất lượng, trước hết không cho phép dưa vào kho bảo quan hoa. Có W > 13%, đồng thời hạn chế độ ẩm không khí,nhiệt độ và ánh sang. f. Chế phẩm houblon : 3 loại chính : Hoa  nguyên cánh : hạn chế là dễ bị ôxy hóa, khó bảo quản, hiệu suất thấp ( do khối lượng lớn nh lượng lupulin nhỏ) => thường được sử dụng dạng hoa tươi thôi, ở VN ko có. trong một số loại bia, vì muốn tăng vị đắng và mùi thơm, nên hoa tươi  được ngâm cùng bia trong quá trình tàng trữ (garde) – Bush chẳng hạn. Bột nghiền (sau đó đóng thành hình viên nén có kích cỡ khác nhau): có loại nghiền cả cánh hoa lẫn lupulin, có loại chỉ nghiền lupulin (độ đắng cao hơn). Cao hoa (extrait): có loại chỉ chiết axit alpha đắng không, ngoài ra có loại chiết alpha axit rồi đồng phân hóa sang dạng iso ( => hoạt lực đắng đáng kể hơn nhiều ). Ưu điểm của dạng chế phẩm này là : liều lượng dễ cân đong, dễ bảo quản (ko cần lạnh) và hoạt lực đắng cao. Xu hướng sử dụng hiện nay : nhiều nhất là dạng viên , ưu điểm : hiệu suất sử dụng cao hơn, hoạt lực đắng đảm bảo, dễ định lượng…giá thành rẻ hơn so với cao hoa. Bột hoa(viên nén) => sẽ thơm hơn. Cao hoa chiết chủ yếu là axit đắng VII. Nước 1 . Khái niệm và tính chất của nước.- Nước rất cần thiết cho sự sống, là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hòa tan nhiềuchất. Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị. Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở 5 dạng tinh thể khác nhau.Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích trên trái đất là nước)- Tính chất vật lí: Khối lượng phân tử: 18 dvc Khối lượng riêng: 1 g/ml ( ở 0oC, 1atm) Nhiệt độ nóng chảy: 0oC Nhiệt độ sôi: 100oC2 . Ảnh hưởng của thành phần hóa học và các muối có trong nước đến các quy trình công nghệ- Sự tồn tại của muối chứa Ca và Mg sẽ quyết định độ cứng của nước.+ Ca: thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2 và ảnh hưởng đến quá trình nấubia do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hóa.+ Mg: hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca, nhưng tác dụng xấu hơn Ca vì MgCO3hòa tan được, MgSO4 có vị đắng chát. Cả hai đều làm ảnh hưởng đến chất lượngbia.+ Na: tồn tại dưới dạng NaHCO3 , Na2CO3, Na2SO4 hay NaCl .Na2CO3 , NaHCO3 làm giảm độ acid của hồ malt .NaSO4 với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắngNaCl nếu dưới 200mg/l sẽ ảnh hưởng tốt đến mùi, vị bia.+ Fe: thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2 hàm lượng cao sẽ gây ảnh hưởng xấuđến chất lượng bia. Vì vậy chỉ cho phép từ 0,2 ÷ 0,5 mg/l .+ Ngoài ra trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu cơ(như SiO2) hoặc các chất khí (O2, N2, CO2 . . .)3 . Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia- Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l.- Hàm lượng muối Mg không quá 100mg/l.- Hàm lượng muối Clorua 75÷150 mg/l.- Hàm lượng muối CaSO4 130÷200mg/l .- Hàm lượng Fe2+ không quá 0,3mg/l.- Khí NH3 và các muối NO3- NO2 không có.- Vi sinh vật không quá 100 tế bào /ml.- E.coli, coliform: không có.- Độ cứng: 4÷12 0Đ.- PH: 6.5÷ 7.74. Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia Nước tham gia trực tiếp vào quy trình công nghệ ( như ngâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men, trong công đoạn hiết rót…), tạo nên sản phẩm cuối cùng. Có thể nói nước là nguyên liệu chính để sản xuất bia do trong bia hàm lượng nước chiếm đến 90÷92% trọng lượng bia. Thành phần và hàm lượng của chúng ảnh hưởng rất lớn đến quy trình công nghệ và chất lượng bia thành phẩm. Nước công nghệ được sử dụng trong quy trình nấu malt, nấu gạo,rửa bã, gâm đại mạch. Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nhất là nướckhông được chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật.Nước dùng để nấu bia: Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏmalt (nhất là Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu. Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ malt làmcản trở hoạt động của hệ enzim trong malt2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2Malt nước từ phản ứng trên ta nhận thấy rằng hai phân tử có tính acid sẽ thu được một phân tử kết tủa và một phân tử có tính kiềm. Na2CO3 là muối làm giảm độ acid mạnh nhất vì:2KH2PO4 + Na2CO3 = K2HPO4 + Na2HPO4 + 2H2O + 2CO2nhận thấy rằng từ hai phân tử có tính acid KH2PO4 sẽ thu được 2 phân tử cótính kiềm K2HPO4 , Na2HPO4 Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị: Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữucơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật. Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứacác muối NH3 và các muối nitrit.5. Nước phi công nghệKhông trực tiếp có mặt trong thành phần của sản phẩm nhưng rất cần thiết trong quy trình sản xuất và cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng. Nước này sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: nước nồi hơi, nước vệ sinh thiết bị, nước vệ sinh nhà xưởng, nước thanh trùng. Mỗi mục đích đòi hỏi chất lượng riêng, nước được sử lý theo yêu cầu sử dụn VIII. Nấm men(Yeast) Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là men ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces uvarum), với nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hoá đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và cacbon đioxit (CO2). Trước khicác chức năng của men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang dã. Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng 4-6% rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2% và cao tới 14% trong một số trường hợp nào đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20% cồn. Phân loại:                    a/Nhóm nấm men nổi: Nhiệt độ lên men:từ 10-25oC Lên men mạnh,quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường. Khi quá trình lên men kết thúc,các tế bào kết chum,chuỗi,tạo thành lớp dày nổi trên bề mặt cùng bọt bia,bia tự trong chậm. Khă năng lên men đường tam kém.                    b/Nhóm nấm men chìm: Nhiệ độ lên men:từ 0 -10oC Lên mem mạnh xảy ra trong lòng môi trường. Khi lên men xong,các tế bào cũng kết chum hoặc chuỗi,song lại lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh,nhờ vậy bia tự trongnhanh hơn. Khă năng lên men đường tam tốt. 2 .Bảo quản, nhân giống và tái chế men giống: Một vài đặc tính sinh lý quan trọng của nấm men chìm. Đa số các giống nấm men chìm sinh sản tốt ở 8-250C.Ở nhiệt độ thấp (2-80C) chúng sinh sản chậm,nhưng vẫn lên men được bởi vì nấm men bia là những vi sinh vật hiếu khí không bắt buộc. Ảnh hưởng của vitamin: Trong môi trường có đầy đủ các vitamin(đặc biệt là B6),nấm men sẽ phát triển tốt.Tuy nhiên,ảnh hưởng của từng loại vitamin đến sự sinh sản của chúng không như nhau. Khả năng kết lắng:Tính chất này của nấm men rất có ý nghĩa trong sản xuất bia.Chúng tùy thuộc vào nhiều yếu tố,nhất là hàm lượng nitơ hòa tan trong môi trường;pH của môi trường.Rơi vào các điểm đẳng điện của protein,nấm men sẽ thể hiện tính kết lắng. IX. Đánh giá chất lượng của malt: 1. Chỉ số cảm quan: Màu sắc: Màu vàng sáng (malt vàng), màu sẩm ( malt đen) Vỏ: Ánh bóng Hình dáng, kích thước: tương ứng với hình dáng của đại mạch nguyên thuỷ Vị và hương: Đặc trưng cho từng loại malt Độ sạch: 0.5% hạt gãy, 1% tạp chất2 . Chỉ số cơ học: Khối lượng hectolic 45-60 kg và chia thành 4 cấp Rất nhẹ: 48-50 kg Nhẹ: 50-53 kg Trung bình: 53-56 kg Nặng: trên 57 kg Khối lượng tuyệt đối là khối lượng của 1000 hạt không lựa chọn. Chỉ số này giao động trong khoảng: 29-38 kg Độ trắng trong:  0 -2.5%: rất tốt 2.5 -5% : tốt 5 -7 %: chấp nhận được 7.5-10.9% : chất lượng kém > 11% chất lượng rất kém Độ trắng đục: 94% malt vàng 96% malt đen Hạt gãy: =<0.5% Hạt có bột xốp: >98% Dạng bán thuỷ tinh <1% Dạng thuỷ tinh:<1% Độ dài của mầm hạt: 0-1/4 chiều dài của hạt <5% 0-1/2 chiều dài của hạt<5% ½-3/4 chiều dài của hạt<86% ¾-1 chiều dài của hạt =< 4% 3. Chỉ số hoá học:+ Độ hoà tan tính theo chất khô: 76-81.7%+ Độ ẩm: <5%+ Thời gian đường hoá: <15 phút+ Độ màu của nước nha: 0.18-0.3 ml+ Năng lực amilaza: 280-330 WK+ Chất đạm toàn phần theo chất khô: 11.5%+ pH: 5.5-6.5+ Polyphenol: 5-8%Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô v.v. sau khi cho nảy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với điều kiện bắt buộc. Là sản phẩm từ ngũ cốc (lúa mì, lúa mạch…)  được cho nảy mầm trong điều kiện  kiểm soát (không như cách nảy mầm tự do ngoài thiên nhiên) và được xấy khô khi đạt được độ mầm nhất định.   X. Sơ đồ sản xuất bia Hình 1: quy trình sản xuất bia. Kết luận Việt Nam, có tới 60-70% nguyên liệu cho sản xuất bia phải nhập khẩu, trong đó có malt. Theo thống kê của Hiệp hội Rượu-Bia-Nước giải khát Việt Nam, mỗi năm ngành Bia Việt Nam phải nhập khẩu khoảng 120.000 đến 130.000 tấn malt với giá 400 USD/tấn. ngành Bia có thể thay thế khoảng 30-40% malt nhập ngoại bằng malt chế biến từ đại mạch trồng trong nước với điều kiện, chất lượng gần tương đương. Nếu chúng ta có gieo trồng đại mạch trên diện tích vài nghìn ha, cũng chưa đáp ứng được yêu cầu đòi hỏi. Trong khi, trên thực tế, chúng ta mới chỉ trồng được vài chục ha thử nghiệm. Ðể nhân cấy và phát triển lên vài nghìn ha cần phải có một thời gian dài nhiều năm nữa. Thực ra, nhà sản xuất chúng tôi chỉ mong thay thế được khoảng 10% malt nhập khẩu là tốt lắm rồi- ông Nguyễn Văn Việt, Chủ tịch Hiệp hội Rượu-Bia-Nước giải khát Việt Nam nói. Ðể thay thế được 10% malt, ước tính chúng ta phải trồng được khoảng 6000 ha đại mạch mới đủ. Mùa đông ở các tỉnh miền núi cũng không canh tác được gì, thời gian nông nhàn nhiều mà nhà nông lại thiếu cái ăn. Do vậy, về lâu dài, tập trung đẩy mạnh trồng cây đại mạch là một giải pháp hữu hiệu vừa giải quyết được nhu cầu thay thế nguyên liệu ngoại nhập của ngành công nghiệp sản xuất bia, vừa góp phần vào công tác xoá đói giảm nghèo cho bà con dân tộc các tỉnh miền núi phía Bắc. D. Tài liệu tham khảo Pgs,pts Hoàng Đình Hoà: Công nghệ sản xuất malt & bia – nhà xuất bản khoa học kĩ thuật. Công nghệ lên men ứng dụng trong công nghệ thực phẩm – nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. Tài liệu: bảo quản và chế biến ngũ cốc & củ cho bột – Ths. Phan Thị Lan Khanh