Nguyên liệu sản xuất BIA

Nguyên liệu sản xuất BIA
1. 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.
1.1. Đặc tính thực vật:
Malt là nhóm thực vật có hạt (sper mophyta), lớp 1 lá mầm (monocotyleclonae), thuộc họ
lúa mì( Gramineae) là loại thực vật một năm và được chia thành 2 nhóm: đại mạch mùa
đông (gieo hạt mùa đông và thu hoạch mùa hè) và đại mạch mùa xuân ( gieo mùa xuân
và thu hoạch mùa thu). Chu kỳ sinh trưởng của hạt đại mạch từ 100-120 ngày. Hoa đại
mạch nằm ở phần trên cùng của cây và kết thành bông , mổi bông gồm 2 bộ phận: trục
bông và gié. Gié thực chất là cuốn hạt đính trực tiếp vào trục bông. Tuỳ vào số hàng mà
ta có đại mạch hai hàng hay đại mạch đa hàng.
1.1.1 Đại mạch 2 hàng:
Được dung chủ yếu trong công nghệ sản xuất bia và dấu hiệu đặc trung của chúng là hình
dạng hạt cân đối.
Trong đại mạch hai hàng có 3 nhóm nhỏ: bông cuối, bông đứng và bông xoè.
• Bông cuối: trục bông dẻo, gié hạt dài
• Bông đứng: cây to, cứng, bông dày hạt, được trồng nhiều ở các nước Tây Âu
• Bông xoè: gié ngắn, các hạt gần như đính vuông góc với trục bông, được trồng nhiều ở
Anh, Ailen và Bắc Mỹ.
1.1.2 Đại mạch đại hoàng:
Được dùng chủ yếu cho thức ăn gia súc, một số ít dung sản xuất bia.
Có 2 nhóm: Đại mạch 4 hàng và đại mạch 6 hàng
• Đại mạch 4 hàng: dùng để sản xuất bia, một số chủng nổi tiếng: N=01241, 1337
• Đại mạch 6 hàng: Dùng làm thức ăn gia súc.
1.2. Cấu tạo hạt đại mạch:
Hạt đại mạch gồm 3 bộ phận chính: vỏ, nội nhủ và phôi.
1.2.1 Vỏ: hầu hết là vỏ trấu, một số ít không có lớp vỏ này (không được dùng trong sản
xuất bia) vỏ trấu ở đại mạch là hai hàng mỏng và mềm còn ở đại mạch đa hoàng thì vỏ

trấu dày và thô hơn.
Thành phần hoá học chủ yếu là xenlluloza kết chặc lại nhờ chất khoáng và linhin. Lớp
dưới vỏ trấu là lớp vỏ quả được cấu tạo từ 3 lớp tế bào, cứ 1 lớp ngang thì tiếp theo là 1
lớp dọc tạo cho lớp vỏ quả có cấu trúc rất dai và bền vững.
Dưới lớp vỏ quả là vỏ hạt gồm 2 lớp tế bào: lớp ngoài dày, lớp trong trong suốt, lớp vỏ
hạt đóng vai trò như màng bán thấm, chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng thời giữ
chất hoà tan không cho thoát ra ngoài.
Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết rất chặc và bến hơn sự liên kết giữa chúng với lớp vỏ trấu .
Lớp trấu chiếm từ 7-8% trọng lượng chất khô của hạt, 10.5-13% trọng lượng của hạt, lớp
vỏ trấu có tác dụng lớn trong công nghệ sản xuất bia.
1.2.2 .Nội nhủ:
Là phần lớn nhất và có giá trị nhất, ngoài cùng của nội nhủ tiếp giáp với lớp vỏ hạt là lớp
aloron, lớp này rất giàu protein, chất béo, đường, xenlluloza, pentoza, vitamin và tro.


Nội nhủ gồm các tế bào lớn, thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein,
xenlluloza, chất béo, tro và đường.
1.2.3 .Phôi:
Là phần sống của hạt, chiếm 2.5-5% so với trọng lượng của hạt. Phôi có vai trò rất quan
trọng trong sự sống của cây và ngay cả trong công nghệ sản xuất bia. Đại mạch nảy mầm
tức là sự hoạt động phát triển của phôi để trở thành malt. Trong giai đoạn nảy mầm hệ
enzyme trong hạt được hoạt hoá chúng sẻ cắt một số hợp chất dinh dưỡng cao phân tử để
trở thành các phân tử nhỏ hơn. Một phần các hợp chất thấp phân tử sẻ nuôi cây non, phần
còn lại tồn tại trong hạt.
1.3.Thành phần hoá học của hạt đại mạch
Thành 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 nhóm
Monosaccharid bao gồm: glucoza, fructoza với công thức tổng quát C6H12O6 và xitoza
(C5H10O5)¬
Disacharid chủ yếu là sacharid và mantoza với công thức tổng quát C12¬H22O11¬
Trisacharid: đường rafinoza¬
Poly sacharid: chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại¬ 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: 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 bot65thi2 thể tích trương nở của tinh bột có thể tăng len6tu72 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 poly sacharid:
-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, dể
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 glucozid
Amylopectin 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 Nito:

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