Báo cáo thực hành công nghệ chế biến thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

BÁO CÁO THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN
THỰC PHẨM 1

GVHD: TRẦN THỊ CÚC PHƯƠNG

Nhóm 1:

Nguyễn Thị Trường An

2205162001

Lê Khương Duy

2205162005

Trần Thu Trang

2205162066

Phạm Hồ Mai Trâm

2205162064

Phạm Thị Phương

2205162045

1

HỌ VÀ TÊN

MSSV

GHI CHÚ

Nguyễn Thị Trường An

2205162001

Báo cáo bài 1

Trần Thu Trang

2205162066

Báo cáo bài 2

Phạm Hồ Mai Trâm

2205162064

Báo cáo bài 3

Phạm Thị Phương

20051620

Báo cáo bài 5

Lê Khương Duy

2005162005

Báo cáo bài 4

2


BÀI 1. SẢN XUẤT BIA
I.

Giới thiệu

Bia là một loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, bọt mịn, hương vị đặc trƣng của hoa
houblon và được sản xuất bằng quá trình lên men đường lơ lửng trong môi trường lỏng
và không được chưng cất sau lên men. Đặc biệt, CO 2 hòa tan trong bia có tác dụng giải
nhiệt nhanh, hỗ trợ quá trình tiêu hóa, ngoài ra trong bia còn chứa một lượng lớn các
vitamin nhóm B, B1, B2, PP… . Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi ở
hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng.
Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là malt đại mạch, houblon, nấm men, nước
trải qua nhiều công đoạn.

3


II.
Thực hành

1. Quy trình công nghệ
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia hơi được trình bày trong hình 1.1.

Nguyên liệu

Nghiền

Nước

Thủy phân

Lọc rửa bã malt

Hoa houblon

Nấu houblon

Lắng trong, làm lạnh

Nấm men

Bã malt

Cặn

Lên men

Lọc trong

Bia hơi

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bia
2. Các bước thực hiện

4

Cặn men


Bước 1: Nghiền malt
- Nghiền malt để tạo điều kiện cho các enzyme hoạt động tốt nhất và trích ly tối đa
lượng chất tan có trong malt. Quá trình nghiền malt cần chú ý nội nhũ càng mịn càng
tốt, vỏ trấu không bị bể hoàn toàn để hỗ trợ cho quá trình lọc sau này, đồng thời tránh
sự trích ly tanin, chất đắng vào dung dịch sẽ tạo màu và vị không tốt cho dịch đường
- Tiến hành cân 500g malt, nghiền bằng máy nghiền đến khi đạt yêu cầu trên.
Bước 2: Thủy phân
- Trộn bột malt đã nghiền với nước theo tỉ lệ 1/5 (0,5kg malt/ 2,5kg nước), khuấy
đều. Tiến hành gia nhiệt ở các nhiệt độ thích hợp cho sự hoạt động của các enzyme thủy
phân protein và tinh bột (protease, amylase). Lần lượt nâng và duy trì ở các mốc nhiệt
độ sau:
+ Nhiệt độ đến 520C, thời gian 30 phút
+ Nhiệt độ đến 570C, thời gian 15 phút
+ Nhiệt độ đến 620C, thời gian 55 phút
+ Nhiệt độ đến 720C, thời gian 25 phút
+ Nhiệt độ đến 760C, thời gian 10 phút.
- Lưu ý:
+ Quá trình nâng nhiệt phải được thực hiện một cách từ từ, nhiệt độ được nâng
10C/1 phút
+ Trong suốt quá trình thủy phân, cần khuấy hỗn hợp một cách liên tục
+ Điểm kết thúc của quá trình thủy phân được xác định bằng cách thử iod, nhỏ 1

giọt dung dịch iod 0,1N lên bề mặt đĩa sứ trắng có chứa 1 giọt dung dịch thủy phân.
Nếu dịch thủy phân không bị đổi màu bởi iod thì quá trình thủy phân đã kết thúc. Nếu
khi thử iod bị đổi màu thì tiếp tục thực hiện thủy phân ở nhiệt độ 720C cho đến khi dịch
thủy phân không làm đổi màu iot.
- Xác định hiệu suất thủy phân: Để đánh giá quá trình thủy phân dưới tác dụng của
5


enzyme phải xác định % chất khô chuyển vào dịch lên men so với lượng nguyên liệu
ban đầu, hay nói cách khác là phải xác định hiệu suất chiết E:

E=
Trong đó:
V: Thể tích của dịch đường nóng sau khi thủy phân, lít
η: Nồng độ của dịch đường, %
d: Khối lượng riêng của dịch đường, kg/lít
G: Khối lượng nguyên liệu đã dùng để nấu bia, kg
0,96: Hệ số hiệu chỉnh cho việc giảm thể tích của dịch đường do làm nguội.
Sau khi tiến hành đường hóa, dịch đường được bảo quản trong chai nhựa (dịch thu được
2,5 lít, brix = 17%). Bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh một tuần.
Sau một tuần rã đông dịch đường để tiến hành quá trình houblon hóa.
Bước 3: Lọc, rửa bã
- Thực hiện lọc tách pha rắn khỏi pha lỏng của dịch thủy phân, thu dịch trong sau lọc để
chuẩn bị cho quá trình houblon hóa
- Lọc bằng vải lọc, rửa bã bằng nước nóng 760C, 3 lần
- Yêu cầu: Dịch lọc phải trong và có nồng độ chất khô hòa tan ≥15%, nước rửa bã có
nồng độ chất khô hòa tan khoảng 0,3 ÷ 0,5% được xác định bằng chiết quang kế). Thể
tích dịch lọc thu được ≥ 2,5 lít.
Bước 4: Nấu houblon
- Tính lượng hoa phù hợp với thể tích dịch thủy phân

- Đun sôi dịch thủy phân, bổ sung khoảng 2/3 lượng hoa houblon, duy trì nhiệt độ sôi
mạnh trong khoảng 60 phút để trích ly chất đắng trong của hoa houblon (bổ sung nước
nếu cần). Tiếp tục bổ sung 1/3 lượng hoa houblon còn lại và hạ nhiệt độ (khoảng 90 0C)
trong khoảng 15 - 20 phút để trích ly tinh dầu tạo hương thơm cho bia.
Bước 5: Lắng trong, làm lạnh
- Lắng và lọc để tách cặn hoa houblon ra khỏi dịch houblon hóa thu dịch lọc trong
- Xác định nồng độ chất khô hòa tan của dịch houblon hóa
- Làm lạnh dịch houblon hóa để đưa nhanh chóng nhiệt độ dịch trong đạt 10 0C.
6


- Yêu cầu: Thể tích dịch lọc trong ≥ 2 lít, Bx = 12÷13%. (chỉnh 0brix bằng cách cho nước
đun sôi để nguội vào dịch lọc)
Bước 6: Lên men
- Chuẩn bị chai nhựa 1,5 lít chịu được áp lực, rửa sạch, sát trùng bằng cồn tuyệt đối trước
khi lên men
- Cho dịch houblon hóa vào khoảng 2/3 thể tích chai lên men
- Bổ sung dịch nấm men vào bình lên men (mật độ nấm men khoảng 106 tế bào/ml dịch
lên men) (1 lít dịch – 10ml dịch nấm men), lên men ở nhiệt độ thấp.
- Trong quá trình lên men, cần phải theo dõi các thông số pH, Bx, nồng độ ethanol
+ Bx trước lên men: 12 ÷ 13%; Bx sau lên men ≤ 4%
- Thời gian lên men khoảng 7 ÷ 10 ngày tùy thuộc vào độ cồn và pH.
- Kết thúc quá trình lên men, thu được sản phẩm bia non.
Bước 7: Lọc trong
- Lắng và lọc để tách bã nấm men thu dịch sau lên men (bia non).
- Xác định nồng độ chất khô hòa tan của dịch sau lên men,
- Làm lạnh nhanh dịch sau houblon hóa về nhiệt độ lên men (8 ÷ 90C)

7

YÊU CẦU VIẾT BÁO CÁO:
1. Nguyên liệu trong sản xuất bia:
Bốn loại nguyên liệu chính cần dùng cho quá trình sản xuất bia là: malt đại mạch, hoa
houblon, nước và nấm men. Chất lượng của chúng quyết định đến chất lượng của bia
thành phẩm. Hiểu biết đầy đủ về các tính chất của các nguyên liệu và tác dụng của
chúng đối với quá trình sản xuất và sản phẩm bia là cơ sở của quá trình điều hành sản
xuất và xử lý, từ đó có thể điều hành quá trình công nghệ một cách hợp lý nhất.
Hiện nay, bia được sản xuất với công thức cơ bản như sau:
Nước + malt + nguyên liệu thay thế + houblon + nấm men.
1.1. Nguyên liệu
a) Malt đại mạch
Đại mạch là loại ngũ cốc mà các bông đại mạch đặc trưng bởi các hạt dài. Giống
gieo trồng (Hordeum sativum-jessen) thuộc nhóm thực vật có hạt (Spermophyta),
phân nhóm bí tử (An- giospermae), lớp một lá mầm (monocotyledonae), họ lúa mì
(Gramineae).

Hình 1.1 Hạt đại mạch
Họ lúa mì bao gồm rất nhiều loài và nhiều chi. Trong chi đại mạch, ngoài loại
được thuần chủng và đưa vào gieo trồng (Hordeum sativum), còn có nhiều loại đại mạch
hoang dại khác như H.murinum, H.jubatum, H.bubosum,…

8


Malt là những hạt hoà thảo nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân
tạo xác định. Quá trình nảy mầm nhân tạo của hạt gọi là quá trình ủ malt. Mục đích
chính của quá trình ủ malt là tích luỹ một lượng lớn các enzyme trong hạt, chủ yếu là
amylaza. Ngoài amylaza ra thì trong hạt còn tích luỹ các enzyme như proteaza,
xitaza ...

Các hệ enzyme trong hạt sau giai đoạn ươm mầm:
+ Hệ enzyme oxy hóa – khử: tham gia xúc tác quá trình hô hấp của hạt đại mạch
gồm có các enzyme như oxydase, peroxydase, catalase, sacarase và maltase.
+ Hệ thống enzyme sitase: là tập hợp của cellulase, hemicellulase và glucosidase. Tổng hoạt động của hệ thống enzyme sitase trong quá trình ươm mầm sẽ
làm thay đổi cấu trúc giữa lớp vỏ ngăn cách giữa vỏ trấu và nội nhũ.
+ Hệ enzyme amylase: gồm có -amylase, -amylase và amilo phosphatase tham
gia quá trình thủy phân tinh bột thành đường maltose, dextrin.
+ Hệ enzyme protease: trong hạt đại mạch, toàn bộ hệ thống enzyme này ở trạng
thái liên kết, hầu như không hoạt động.
Vai trò của malt đại mạch:
+ Malt đại mạch là hạt đại mạch đã nảy mầm trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm nhân
tạo xác định để đạt hoạt lực enzyme và thành phần dinh dưỡng của hạt ở mức cần thiết.
+ Malt đại mạch vừa là tác nhân đường hoá, vừa là nguyên liệu đặc trưng dùng để
sản xuất bia. Bia sản xuất từ malt đai mạch có mùi vị và tính chất công nghệ hơn hẳn so
với bia được sản xuất từ malt của các hạt hòa thảo khác.
Thành phần hoá học
+ Thành phần hoá học trung bình của malt bia tính theo phần trăm chất khô là:
+ Các hợp chất cacbonhydrat: Chiếm tỉ lệ lớn nhất 70-85% gồm:
+ Tinh bột chiếm 50-63%, là thành phần quan trọng, gồm 2 chất là amyloza (2025%) và amylopectin (75-80%)
+ Amyloza gồm 200-300 α-glucoza được nối với nhau bằng các cầu oxy tại vị trí
liên kết 1,4 thành một chuỗi xoắn không phân nhánh. (Hình sau)

Hình 1.2 Cấu tạo hóa học Amyloza
9


+ Amylopectin gồm các α-glucoza liên kết với nhau bằng cầu oxy tại vị trí 1,4 là
chủ yếu, và cứ 15-30 phân tử glucoza lại có một liên kết tại vị trí 1.6.Vì vậy amylopectin
có mạch phân nhánh như một cây có nhiều cành có thể chứa tới 6000 gốc glucose. (Hình
sau)

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học Amylopectin
+ Xenluloza: Chiếm 5-6% tập trung chủ yếu ở vỏ trấu. Không hòa tan trong nước
và không bị enzyme của malt thủy phân vì vậy không ảnh hưởng chất lượng bia.
+ Hemixenluloza: thành phần chủ yếu của tế bào nội nhũ. Gồm Pentozan 10-20%
và β-glucan 80-90%
+ β-glucan: là các chuỗi phân tử glucoza mạch dài liên kết 1,4. Liên kết β làm cho
các phân tử glucoza tạo thành mạch xoắn như chuỗi amyloza nhưng là các chuỗi dài và
mở rộng. Trong dung dịch chúng liên kết với nhau bằng cầu nối hydro. Do hình dáng bên
ngoài và được gọi là “mixel có diềm“
+ Đường: Đường khử trong malt rất nhỏ khoảng 2%.
+ Các chất chứa nitơ: Hàm lượng protein cho phép trong malt 9-12%, trong đó 1/3
hàm lượng này sẽ đi vào bia thành phẩm. Do đó có tác động lớn đến chất lượng của
bia .Các hợp chất chứa nitơ gồm protein và các sản phẩm thủy phân protein (acid amin,
peptid)
+ Chất béo: Chiếm 2%, chủ yếu có ở lớp alơrong và mầm.
+ Chất vô cơ: Chiếm 2-3% là các chất khoáng (P2O5, SiO2, K2O)
+ Polyphenol hay (tanin): Tập trung ở vỏ trấu, với số lượng lớn sẽ gây ra vị đắng
và chát khó chịu.
+ Vitamin: Trong malt đại mạch chủ yếu chứa các vitamin như: B1, B2, C, E.
+ Các enzyme:
α-Amylaza: Tác động lên các liên kết α-1,4 glucosit ở vị trí bất kỳ trong phân tử
tinh bột, không tác dụng lên các lien kết α-1,6 glucosit của các mạch nhánh và
amylopectin của tinh bột và bẻ gãy các mối liên kết α-1,4 glucosit. Sau một thời gian
amylaza là enzyme dich hóa với sản phẩm là hỗn hợp các đường và oligosaccharit bao
gồm: glucoza, maltoza, maltotrioza

10

Hình 1.4 α-Amylaza thủy phân tinh bột
β-amylaza cắt 2 gốc glucosit trên toàn mạch amylo và amylopectin của tinh bột
tạo thành đường maltoza. Enzyme này cũng không phân cắt được liên kết 1,6 nên chúng
dừng tác động trước điểm rẽ nhành của mạch amylopectin, hình vẽ thể hiện sau khi αamylaza phân cắt mạch thành nhiều dextrin thì β-amylaza lại tiếp tục phân cắt 2 gốc
đường để tạo thành nhiều đường maltoza.

Hình 1.5 β-amylaza thủy phân tinh bột
Trong malt còn chứa các enzim thuỷ phân như: proteinaza, peptinaza, fitaza,
xitaza, amylophotphataza…
Trong thành phần hoá học của malt quan trọng nhất là hàm lượng tinh bột, hàm
lượng tinh bột càng cao càng tốt, nhưng hàm lượng protein phải nằm trong khoảng 12%,
nếu cao hơn thì bia sẽ bị đục, khó bảo quản, nếu thấp hơn thì bia kém bọt, kém vị đậm đà
và kèm theo các chỉ số khác.
Các yêu cầu kỹ thuật của malt đại mạch:
- Yêu cầu về cảm quan :
 Có màu vàng óng như rơm
 Có vị đặc trưng của malt
 Độ cứng: malt phải xốp và khô
 Tạp chất: không được lẫn sạn, rơm rác hay các hợp chất khác
 Hình dáng: hạt không bị mốc, không bị vỡ nát, không bị mọt.
- Khối lượng 1000 hạt tăng thì tỷ lệ hạt loại I tăng và hàm lượng chất chiết cũng tăng.
Đại mạch trung bình KL 1000 hạt 41- 44g, nặng >45g.
- Chất chiết là tập hợp các chất có thể hòa tan tạo thành dịch chiết trong quá trình
đường hóa, chiếm 77-80%.

11


- Kích thước hạt malt phải đồng đều: Hạt trên sàng 2,8mm và 2,5mm chiếm 94% hạt
dưới sàng 2,2mm không quá 0,5%.

- Ðộ ẩm của malt không quá 6%
- Malt có thời gian đường hoá 1035phút
Bảo quản và nguồn thu mua
Nước ta không trồng được đại mạch do đó phải nhập từ nước ngoài bằng đường
thuỷ và đường bộ. Nhà máy thường nhập 2 loại malt Úc và Canada, loại malt vàng Pilsen
của hãng Jeowhite.
b) Hoa houblon
Cây houblon có tên khoa học là “Humulus Lupulus”, là một loại thân leo thuộc
hàng urticace’e, họ morace’. Đây là một loại thực vật khác gốc, tức là các hoa cái và hoa
đực trổ ra từ các gốc khác nhau.

Hình 1.6 Hoa houblon
Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN. Cây
hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắp thế giới với nhiều giống khác nhau, nhưng nó
chỉ được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu. Hoa houblon có thể được đem dùng ở
dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu và dễ vận chuyển, houblon phải sấy khô và chế
biến để gia tăng thời gian bảo quản và sử dụng.
 Vai trò của hoa houblon
Làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và
giữ bền bọt, làm tăng độ bền keo và độ ổn định thành phần sinh học của sản phẩm, kết
lắng các hợp chất protein phân tử lượng lớn ra khỏi dịch đường.
Có thể sử dụng cao hoa, hoa viên hoặc hoa nguyên cánh.
- Dạng cao hoa trích ly: Trích ly chất đắng trong hoa houblon bằng các dung môi
hữu cơ như hecxan, methanol, …, sau đó tách dung môi sẽ thu được dung dịch cao hoa
sệt có màu xanh lá cây đậm. Bằng cách trích ly như vậy sẽ tách được riêng chất đắng
trong hoa ở dạng đậm đặc, chất đắng được bảo toàn tốt hơn, đồng thời việc sử dụng chế
phẩm này khi nấu với dịch đường sẽ thuận tiện và hiệu quả hơn nhiều.
12

- Dạng hoa viên : Là dạng bảo quản rất tiện lợi và được sản xuất từ hoa khô, hoa
khô được xay nhỏ và viên thành dạng viên.

Hình 1.7 Houblon dạng viên



Thành phần hoá học

Thành phần hóa học của hoa houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia.
Phụ thuộc vào giống, điều kiện khí hậu và kỹ thuật canh tác, thành phần hóa học có sự
khác nhau đáng kể.
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hoa houblon:
STT

Thành Phần

%

1

Nước

10 – 14

2

Chất đắng

15 – 21

3

Polyphenol

2–5

4

Protein

12 – 18

5

Cellulose

40 – 50

6

Tinh dầu thơm

0.5 – 2

7

Chất khoáng

5–8

8

Tannin

2–5

9

Pectin

1-2

+ Thành phần hoá học của hoa houblon gồm nhiều chất khác nhau nhưng các chất có giá
trị trong công nghệ sản xuất bia là nhựa houblon, các tanin và tinh dầu. Ngoài ra trong
hoa còn chứa một số chất khác như: protein, mỡ, sáp, các hợp chất phi protein.
+ Nhựa hoa houblon là thành phần chính và quan trọng của hoa houblon bao gồm
nhựa cứng và nhựa mềm: Nhựa mềm gồm có α-nhựa mềm và β - nhựa mềm, trong nhựa
mềm gồm các dạng axít đắng là α, β,γ, δ-axít đắng. Vị đắng của bia chủ yếu là do
α-axít đắng tạo nên, còn các dẫn xuất của β- axít đắng tạo nên vị đắng hài hoà, dễ
chịu.
13


+ Các chất tanin của hoa houblon là các polyphenol, dễ hoà tan trong nước, dễ bị
oxi hóa nên nó bảo vệ nhựa houblon. Trong quá trình nấu bia, hầu hết tanin của hoa
houblon liên kết với protein của malt, do đó hàm lượng polyphenol ở trong bia chủ yếu là
của malt và chỉ khoảng 10-20% là polyphenol của hoa houblon.
+ Tinh dầu hoa houblon là một hỗn hợp phức tạp của các hydrat cacbon và nhiều
hợp chất chứa ôxi dạng tecpen. Tinh dầu houblon không hoà tan trong nước nhưng dễ bay

theo hơi nước. Trong quá trình sản xuất khoảng 98% lượng tinh dầu bị bay hơi chỉ còn
khoảng 2% tồn tại trong bia tạo hương thơm cho bia. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu
sẽ mất dần do bay hơi và bị ôxi hoá, do đó không dùng hoa cũ để sản xuất bia vì các sản
phẩm chuyển hoá của tinh dầu nếu đưa vào bia sẽ làm giảm chất lượng của bia.
c) Nước
Vai trò
- Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và tính
chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành
phẩm.
- Hàm lượng nước trong bia thành phẩm chiếm trung bình khoảng 90%. Trong nhà máy
bia nước được dùng với nhiều mục đích khác nhau: xử lý nguyên liệu, nấu nguyên liệu,
làm nguội bán thành phẩm, thanh trùng, vệ sinh sát trùng thiết bị, vệ sinh xí nghiệp… Do
đó lượng nước dùng trong nhà máy rất lớn, lượng nước dùng để nấu bia không những đòi
hỏi có đầy đủ tiêu chuẩn của nước uống mà còn có những yêu cầu riêng đáp ứng cho
công nghệ sản xuất bia..
d) Nấm men
Nấm men bia là vi sinh vật đơn bào thuộc giống Saccharomyces có hình cầu hoặc
hình elip, kích thước 6÷9µm. Sinh sản vô tính bằng nảy chồi. Có khả năng sống trong
môi trường dinh dưỡng có đường, nitơ, photpho, các chất vô cơ và hữu cơ khác. Chúng là
các vi sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong cả điều kiện hiếu khí và yếm khí. Trong
điều kiện có oxy chúng tiến hành quá trình tăng sinh khối là chính. Trong điều kiện
không có oxy chúng tham gia quá trình lên men tạo C2H5OH, các sản phẩm lên men khác
như: Rượu bậc cao, ester, andehyd, acid hữu cơ … và CO2.
Có 2 loại nấm men sử dụng trong công nghệ sản xuất bia : Nấm men nổi và nấm
men chìm.

 Nấm men nổi : (Saccharomyces cerevisiae)
-

Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, chủ yếu lơ lửng trên bề mặt thiết bị, khó

lắng lọc nên trong quá trình lọc cần chú ý kĩ.

-

Nhiệt độ lên men : 10÷25oC
14


-

Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt môi trường

-

Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày nổi
trên bề mặt cùng với bọt của bia, bia tự trong chậm.

-

Lên men được các đường : Glucose, fructose, saccharose, maltose, 1/3 rafinase và
các dextrin đơn giản.

Hình 1.7 Nấm men nổi
 Nấm men chìm : (Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces uvanium )
-

Sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, phân bố ở tầng sâu thiết bị, dễ kết lắng
và phân lớp, do đó dễ lọc và tái sử dụng nấm men.

-

Nhiệt độ lên men : 0÷10oC

-

Tiêu thụ hầu hết các chất chiết có trong dịch lên men

-

Lên men mạnh trong môi trường lỏng. Khi hết nguồn cơ chất trong môi trường,
chúng có xu hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy tank lên men làm
cho bia tự trong nhanh hơn so với lên men nổi.

-

Lên men được glucose, mannose, galactose, fructose, saccharose, maltose. Đặc
biệt rafinase và các dextrin đơn giản lên men tốt.

-

Không lên men được các loại đường : Lactose, arabinose, inulyn…

-

Trong công nghệ sản xuất bia, đa số các nhà máy bia ở Việt Nam đều sử dụng nấm
men chìm trong công nghệ sản xuất bia

Hình 1.8 Nấm men chìm
Bảng 1.2 Các tiêu chuẩn của nấm men
15

STT

Tên yêu cầu

Tiêu chuẩn

1

Tổng số tế bào chết (%)

<10

2

Tổng số tế bào nấm men sau một giờ đầy tank

15-25

1
2

(*106 tb/ml)
4

Nhiệt độ tank chứa men (0 C)

5

4

Tổng số vi khuẩn yếm khí

Không có

3
4
2. Mục đích và yêu cầu của quá trình nghiền mant:
2.1. Mục đích:
Nghiền malt để tạo điều kiện cho các enzyme hoạt động tốt nhất và trích ly tối đa lượng
chất tan có trong malt.
Phá vỡ cấu trúc của tề bào hạt, làm tăng bề mặt tiếp xúc với nước tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình thuỷ phân tiếp theo.
2.2 Yêu cầu quá trình nghiền malt:
Quá trình nghiền malt cần chú ý nội nhũ càng mịn càng tốt, vỏ trấu không bị bể hoàn toàn
để hỗ trợ cho quá trình lọc sau này, đồng thời tránh sự trích ly tanin, chất đắng vào dung
dịch sẽ tạo màu và vị không tốt cho dịch đường.
3. Trình bày mục đích, các biến đổi trong quá trình thủy phân, giải thích ý nghĩa
của thông số thời gian và nhiệt độ:
3.1. Mục đích:
Chuyển hóa các thành phần của malt thành những chất hòa tan trong nước (các loại
đường, acid amin, protein, polypeptide, pectin…) và loại bỏ các chất không hòa tan ra
ngoài.
Các hợp chất trong malt dễ dàng chuyển từ hạt vào nước mà không cần sự tác động của
enzyme. Còn phần lớn tinh bột trong malt là hợp chất không tan trong nước, để chuyển
chúng thành các chất hòa tan cần sự tác động của enzyme. Đây là quá trình sinh hóa phức
tạp. ta phải điều chỉnh quá trình này đảm bảo một tỷ lệ nhất định giữa các sản phẩm thủy
phân tinh bột cũng như Protein trong dịch đường, bởi tỷ lệ này ảnh hưởng rất lớn đến
chất lượng bia thành phẩm.

16


3.2. Các biến đổi trong quá trình thủy phân:
3.2.1. Biến đổi do quá trình thủy phân
Quá trình thủy phân là quá trình chuyển hóa thành phần của Malt và những nguyên liệu
thay thế thành những chất hòa tan trong nước. Trong đó giữ vai trò quan trọng là các loại
đường và các acid amin. Trong các quá trình này, không chỉ tinh bột biến thành đường mà
Protein cũng biến thành các acid amin tự do.
Các hợp chất hòa tan trong Malt và thế liệu dễ dàng chuyển từ hạt vào nước mà không
cần có sự tác dụng của enzym. Tuy nhiên trong Malt, nguyên liệu thay thế không nảy
mầm thì hàm lượng chất hòa tan rất ít. Trong Malt hàm lượng này chiếm chỉ khoảng 10 –
15%, còn nguyên liệu thay thế không nảy mầm không được phân nửa lượng trên.
Quá trình trên là quá trình thủy phân hợp chất cao phân tử có trong nguyên liệu bằng
enzym. Đây là quá trình sinh hóa phức tạp, ta phải biết điều chỉnh quá trình này để đảm
bảo một tỷ lệ nhất định giữa các sản phẩm thủy phân tinh bột cũng như thủy phân các
Protein trong nước nha, tỷ lệ này ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bia sau này.
Quá trình thủy phân Protein và đường hóa phụ thuộc rất nhiều yếu tố đặc biệt là nhiệt độ,
pH, nồng độ của enzym, nồng độ của hỗn hợp và thời gian thủy phân. Người ta dựa vào
các nhân tố trên để điều chỉnh quá trình thủy phân nhằm thu được nước nha có chất lượng
đúng theo quy định công nghệ tại công ty.
a. Quá trình thủy phân tinh bột
Sự thủy phân tinh bột chủ yếu chịu tác động của enzym: - Amylaza, – Amylaza
Mục đích quá trình thủy phân tinh bột bằng enzym là để phân cắt Amylaza, Amylopectin
và Dextrin bậc cao thành đường đơn giản, Dextrin đơn giản dễ hòa tan vào trong nước và
trở thành chất hòa tan của dịch đường. Trong phản ứng này tinh bột là cơ chất, còn chất
xúc tác là nhóm enzym Amyloza có sẵn trong Malt.
Trong sản xuất bia sử dụng nguyên liệu chưa ươm mầm với khối lượng lớn để thu được
chất hòa tan cao cần thiết là phải bổ sung thêm lượng enzym vào. Chế phẩm enzym từ
VSV, ngoài và – Amylaza còn có một số enzỵm khác mà trong Malt Đại Mạch không

có.
Sản phẩm chính của quá trình thủy phân tinh bột là đường Maltoza, Dextrin và một lượng
không đáng kể là Glucoza.
Thực ra những sản phẩm này đã được thu nhận ở giai đoạn ươm mầm nhưng đến giai
đoạn đường hóa thì điều kiện thủy phân mới thực sự đáp ứng yêu cầu thuận lợi nhất cho
sự hoạt động của hệ enzym thủy phân. Nhờ vậy phản ứng xảy ra với tốc độ nhanh nhất và
lượng cơ chất cơ bản mới được phân cắt ở giai đoạn này.

17


Như vậy là dưới tác dụng của nhóm Enzym Amylaza hai cấu tử của tinh bột là Amylaza
và Amylopectin bị phân cắt thành nhiều loại sản phẩm, trong đó Maltoza chiếm 50% khối
lượng còn lại là 50% Dextrin bậc cao, Dextrin bậc thấp, Saccharoza, Glucoza và
Fructoza. Tỷ lệ các cấu tử này không ổn định, nó phụ thuộc chất lượng của Malt và chế
độ thủy phân.
b. Quá trình thủy phân Protein
Đặc điểm của quá trình thủy phân Protein
Bên cạnh các enzym làm nhiệm vụ đường hóa để chuyển tinh bột thành hỗn hợp các loại
đường khác nhau, trong quá trình thủy phân nguyên liệu còn có sự tham gia của hệ
enzym proteaza giữ chức năng thủy phân Protein thành các acid amin, các peptid và các
polypeptid… một phần các chất này sẽ là thức ăn cho nấm men, một phần khác sẽ là
thành phần không thể thiếu của bia thành phẩm. Nhờ đạm hòa tan mà nước nha trở nên
giàu dinh dưỡng cho nấm men sinh sản và phát triển. Hương vị đậm đà của bia, khả năng
tạo bọt và giữ bọt cũng do quá trình thủy phân Protein tạo ra.
Xúc tác cho sự phân giải Protein là hai thành phần chủ yếu của Proteaza: Proteinaza và
Peptitaza.
Proteaza thủy phân các Protein đến Albumoza, Pepton và Polypeptid. Vùng nhiệt độ tối
thích ở điều kiện đường hóa là 50 ÷ 60 0C. Ở nhiệt độ 500C sẽ tạo ra nhiều sản phẩm bậc
nhất hơn như Pepton, Polypeptid (ta còn gọi là nhiệt độ pepton hóa). Nhiệt độ 60 0C thích

hợp cho sự hình thành các sản phẩm bậc trung hòa tan và thường ở dạng Albumoza.
Vùng acid tối thích cho tác dụng của Proteinaza là pH = 4,6÷5,0.
Peptiaza sẽ thủy phân Peptid đến acid amin, vì enzym này kém chịu nhiệt nên trong khi
sấy Malt hầu hết chúng bị phá hủy, nhiệt độ tối thích ở điều kiện đường hóa là 45÷48 0C,
pH tối thích: 7,5 ÷ 8,0.
Người ta khẳng định rằng, khả năng tạo bọt của bia do các keo Protein quyết định, còn
khả năng giữ bọt thì do sản phẩm của quá trình lên men (cồn, este, các acid bay hơi…) và
những chất đắng của hoa Houblon quyết định. Albumin và Albumoza, có tính hoạt động
bề mặt cao, có vai trò lớn trong sự tạo bọt. Những chất hòa tan giàu Pectin và gôm của
hoa Houblon cũng có vai trò tương tự. Còn các acid amin, mặc dù không phải là những
chất hoạt động bề mặt, nhưng chúng có thể tương tác với đường tạo ra Melanoid cũng có
khả năng tạo bọt.
Các enzym Proteaza thủy phân Protein và chuyển Protein thành những Polypeptid phức
tạp nhưng không có tính đông tụ. Tiếp theo đó là các enzym Polypeptidaza chuyển các
Polypeptid thành các acid amin. Lúc chế biến Malt, nếu sấy Malt cao quá nhiệt độ quy
định, enzym này mất hoạt lực nên khâu chuyển hóa quan trọng này không thể tiến hành
nhanh chóng được. Trong trường hợp này bản thân các Proteaza phải phân cắt không chỉ

18


các mối liên kết Peptid trong Protein, mà cả trong các Polypeptid khác nhau, thậm chí cả
trong Dipeptid.
Mặc dù các chất Protein được tạo nên một lượng không lớn trong nha, chỉ khoảng 3,1 –
5,6% đối với nước nha từ Malt đại mạch, nhưng chúng lại ảnh hưởng lớn đến quá trình
tạo bọt và độ bền của bia.
Mặt trái của Protein trong bia là chúng có thể làm cho bia bị đục, đặc biệt là các sản
phẩm có phân tử lượng cao như Albumoza, Polypeptid và các acid amin hợp thành nhóm
Protein hòa tan bền vững, chúng khác Protein bình thường là không tách ra khỏi dung
dịch khi bị đun sôi (không đông tụ), nhưng chúng lại có tính collit cao. Albumin, Pepton

và các Polypeptid có khả năng tạo nhiều bọt và làm hoàn thiện vị của bia. Riêng Peptid
và các acid amin còn là các chất dinh dưỡng không thể thiếu được cho nấm men phát
triển.
Trong suốt quá trình đường hóa và thủy phân, Protein không thể tách khỏi hiện tượng
chất đạm bị đông tụ. Sự động tụ này có thể bắt đầu ngay từ khi nâng nhiệt độ lên gần
600C, khi Albumin bắt đầu đông tụ và nếu tiếp tục nâng nhiệt độ thủy phân lên 90 0C thì
Glubulin bắt đầu đông tụ. Thời gian để nhiệt độ cao càng kéo dài thì sự đông tụ Protein
càng xảy ra mạnh. Khi sôi, xảy ra sự phân hủy chất đạm, vị trí các mối liên kết peptid bị
thay đổi, các mối liên kết hydro bị phá hủy làm xuất hiện những nhóm chức năng, những
trung tâm hoạt lực mà ở Protein bình thường chúng ẩn bên trong phân tử. Các thành phần
Protein xuất hiện ở nhiệt độ cao có tác dụng quan trọng trong sự duy trì độ bền của bia.
Tiêu chuẩn của nước nha để sản xuất loại bia có chất lượng và có độ bền cao là cứ trong
100 ml nước nha với nồng độ chất hòa tan khoảng 12 – 13% cần có 75 – 100mg nitơ tổng
với tỷ lệ các nhóm Protein trên như sau (%): nhóm có phân tử lượng thấp 12 – 15, nhóm
có phân tử lượng cao 12 – 15 và nhóm Protein bị thay đổi cấu trúc phân tử 60 – 75.
Xúc tác cho sự phân giải Protein là hai thành phần chủ yếu của Proteaza là Proteinaza và
Peptitaza
Người ta khẳng định rằng, khả năng tạo bọt của bia do các keo Protein quyết định, còn
khả năng giữ bọt thì do sản phẩm của quá trình lên men (cồn, este, các acid bay hơi…) và
những chất đắng của hoa Houblon quyết định. Albumin và Albumoza, có tính hoạt động
bề mặt cao, có vai trò lớn trong sự tạo bọt. Những chất hòa tan giàu Pectin và gôm của
hoa Houblon cũng có vai trò tương tự. Còn các acid amin, mặc dù không phải là những
chất hoạt động bề mặt, nhưng chúng có thể tương tác với đường tạo ra Melanoid cũng có
khả năng tạo bọt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân Protein.
Nói cơ cấu sản phẩm trên Protein tức là tỷ lệ về khối lượng giữa các pha sản phẩm (thấp
phân tử, phân tử trung bình, cao phân tử). Tác nhân để tạo ra tỷ số này là hệ enzym, vì
vậy các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm đó là: nhiệt độ, pH môi trường và thời
gian.
19

Qua nghiên cứu về quá trình đường hóa của Malt, Hopkin đã rút ra kết luận:
Tinh bột bị thủy phân nhiều nhất và tạo thành nhiều chất chiết nhất là ở 65 – 680C.
Hàm lượng đường khử tạo thành nhiều nhất là ở nhiệt độ 60 – 620C.
Hàm lượng đường có khả năng lên men tạo thành nhiều nhất ở 650C.
Hàm lượng đạm hòa tan bền vững tạo thành nhiều nhất ở 50 – 550C.
Hàm lượng đạm Formol tạo thành nhiều nhất ở 50 – 600C.
Hàm lượng các hợp chất cao phân tử chứa nitơ tạo thành nhiều nhất ở 55 – 60 0C.
Ở pH = 5: Hàm lượng chất chiết tạo thành nhiều nhất.
Ở pH = 5,5: Hàm lượng Maltoza tạo thành nhiều nhất và tốc độ lọc bã Malt cũng lớn
nhất.
Ở pH = 7,5: Dịch cháo đường hóa nhanh nhất.
Thời gian đường hóa có hiệu quả nhất là trong hai giờ, vượt quá giới hạn này, sự tích lũy
sản phẩm có tăng nhưng không đáng kể.
a.

3.2.2. Biến đổi do các quá trình enzim khác
Thủy phân fitin

Trong các hợp chất hữu cơ chưa phospho thì fitin là cấu tử chiếm nhiều nhất về khối
lượng và có ý nghĩa hơn cả trong công nghệ sản xuất bia. Cũng giống như các cơ chất
khác ở giai đoạn ươm mầm, fitin đã bị thủy phân cục bộ nhưng với tốc độ bé. Đến giai
đoạn đường hóa, quá trình này mới xảy ra với tốc độ tối đa với sự xúc tác của enzim
fitaza. Chức năng của fitaza là xúc tác phân cắt acid phosphoric khổi phân tử
amylopectin. Nhiệt độ tối ưu của enzim này là 45-50 0C, còn pH là 5,2-5,3. Sự thủy phân
fitin và các hợp chất hữu cơ khác chứa phospho và kèm theo đó là sự giải phóng acid
phosphoric đã làm cho độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo tăng lên. Điều này
có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ sản xuất dịch đường, vì sự tăng độ chua dịch cháo
luoon kèm theo sự gia tăng hiệu suất đường hóa và nhiều ảnh hưởng dương tính tới dịch

đường thu được.
b. Thủy phân Hemixelluloza
Ở giai đoạn ươm mầm, thành tế bào của nội nhũ cơ bản đã bị biến dạng. Đến giai đoạn
đường hóa thì chúng mới thực sự bị phá hủy. Sự thủy phân Hemixelluloza mang hai ý
nghĩa: thứ nhất là cung cấp, bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, thứ hai là phá bỏ hàng
rào chắn, tạo điều kiện cho các enzym còn lại hoạt động mà không bị vướng các chướng
ngại vật.

20


Tham gia thủy phân Hemixelluloza là nhóm enzym sitaza. Nhiệt độ tối ưu của chúng là
450C còn pH là 5,0.
3.2.3 Biến đổi do các quá trình phi enzyme
Ngoài các quá trình enzym xúc tác thủy phân các hợp chất cao phân tử, trong thời gian
đường hóa còn xảy ra nhiều quá trình quan trọng khác mà kết quả của chúng ảnh hưởng
trực tiếp ở mức độ cao đến thành phần và tính chất của thành phẩm.
a. Sự lắng và biến tính Protein
Sự biến tính và kết lắng là những thuộc tính của Protein khi chúng bị tác động những yếu
tố ngoại cảnh (nhiệt độ cao của môi trường).
Đây là những quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì khi Protein bị biến tính và
kết lắng thì chúng bị loại ra khỏi dung dịch đường, làm tăng độ bền keo của bia, tức là
làm giảm khả năng gây đục. Có được tính chất này là do Protein có những tính chất hóa
lý và hóa học khá đặc biệt. Sự biến tính và kết tụ Protein có ảnh hưởng hai mặt:
Mặt tốt là loại bỏ được các mạch Polypeptid có khả năng kết tủa nhưng không thể thủy
phân được nữa, làm tăng độ bền keo của bia.
Mặt bất lợi là có những mạch Polypeptid đã biến tính nhưng “chưa kịp” bị phân cắt để
tạo thành acid amin thì cũng bị kết tủa theo, tạo nên sự hao phí Protein.
Quá trình biến tính và keo tụ protein phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, pH môi
trường và thời gian đường hóa. Nhiệt độ càng cao, thời gian càng kéo dài thì lượng

protein biến tính càng nhiều. xu thế trong sản xuát bia là làm sao cho lượng protein biến
tính càng nhiều càng có lợi vì độ bền keo sẽ tăng lên.
b.

Sự tạo thành Melanoid

Phản ứng Melanoid là phản ứng có vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất
bia. Quá trình tạo ra Melanoid đã xảy ra một cách mạnh mẽ ở giai đoạn sấy Malt, tạo ra
một bước ngoặc quan trọng về tính chất cảm quan của bán thành phẩm. Đến giai đoạn
đường hóa, điều kiện về nhiệt độ và các yếu tố khác chưa tối ưu cho quá trình trên nhưng
dù sao thì một lượng đáng kể Malanoid cũng được tạo thành, góp phần nâng cao chất
lượng của thành phẩm.
c.

Hòa tan các thành phần của chất Malt

Trong quá trình đường hóa do tiến hành ở nhiệt độ cao, nên một số cấu tử sẽ hòa tan vào
trong nước, nhưng không phải tất cả cấu tử hòa tan đều tốt mà vẫn có những cấu tử hòa
tan có hại (acid béo, chất chát, chất đắng,…). Chính vì vậy mà trong công nghệ sản xuất
dịch đường, việc khống chế chất nào, kích thích chất nào hòa tan vào dung dịch đường là
một công việc quan trọng của các nhà công nghệ học.
21


d.

Phản ứng giữa muối của nước và phosphat của cháo malt

Khi bắt đầu hòa bột malt vào nước, phản ứng giữa muối của nước và phosphat của malt
đã bắt đầu xảy ra. Các muối bicacbonat và cacbonat sẽ biến đổi kaliphosphat bậc nhất

thành bậc hai, đồng thời với nó là sự tạo thành phosphat bậc hai của canxi và magiê và
thỉnh thoảng lại tạo ra canxi phosphat bậc ba. Những phản ứng này sẽ làm giảm độ chua
định phân và tính đệm của dịch cháo.
Các muối gây ra độ cứng phi cacbonat cho nước, khi tham gia phản ứng với các muối
phosphat của dịch cháo sẽ làm tăng định phân và tính đệm của nó lên.
3.2.4 Những biến đổi về lý và hóa học
Trong thời gian đường hóa sự gia nhiệt hỗn dịch hoặc đun sôi hỗn dịch sẽ gây ra hiện
tượng kết lắng từng phần những protid kém chịu nhiệt. Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt
độ, thời gian đun nóng và pH của hỗn dịch.
Nhiệt độ đun nóng càng cao và thời gian đun nóng càng lâu thì lượng protid hòa tan bị
kết lắng càng nhiều. Mặt khác quá trình kết lắng protid sẽ xảy ra hoàn toàn hơn khi pH
của khối cháo càng gần với điểm đẳng của protid.
Sự hình thành Melanoid: trong cháo Malt hoặc dung dịch đường có chứa một lượng
đường khá lớn và một lượng acid amin đáng kể. Khi nhiệt độ tăng cao đến một giới hạn
nhất định, các hợp chất trên sẽ tác động tương hỗ với nhau tạo thành Melanoid, đồng thời
trong thời gian đun sôi cháo Malt sẽ xảy ra hiện tượng thủy phân từng phần Pentozan,
cho ra Furfurol và Oxy Metylfurrol. Những chất này sẽ tham gia vào sự hình thành
Melanoid. Lượng Melanoid này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo màu, mùi, vị và
khả năng giữ bọt của bia. Song nếu lượng Melanoid quá nhiều sẽ gây ảnh hưởng xấu đến
màu và vị của bia, do đó cần điều chỉnh thời gian đun sôi cháo Malt để cho lượng
Melanoid không vượt quá giới hạn cho phép.
Sự hòa tan những thành phần khác của Malt: sự hòa tan những chất chát và chất đắng
trong vỏ trấu đã gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của dịch đường và bia, sự hòa tan
này xảy ra càng dễ dàng nếu nhiệt độ càng cao, đặc biệt nếu dùng nước cứng thì càng
thuận lợi. Những chất này hòa tan và đi vào dịch đường, làm tăng cường độ màu và gây
tác dụng xấu đối với vị của dịch đường. Sự oxy hóa chất chát thành phlobaphen càng gây
tác dụng xấu hơn đối với chất lượng bia.
3.2.5 Những biến đổi và điều chỉnh khi nấu với thành phần thế liệu cao.
Thực tế cho thấy không phải lúc nào và ở đâu cũng đều nấu bia bằng 100% Malt. Tùy
thuộc vào điều kiện khách quan và chủ quan cụ thể của mỗi nhà sản xuất người ta có

dùng thế liệu (chưa qua nảy mầm) để thay thế một phần Malt. Tuy nhiên để điều này đạt
kết quả như mong muốn cần lưu ý:

22


Bôt Malt và thế liệu rất khác nhau về cấu trúc, tính chất hóa lý, hàm lượng các hoạt chất
sinh học (enzym)…
Với bột Malt: do để quá ươm mầm, cấu trúc của cơ chất (Glucid, Protein) đã có sự thay
đổi ít nhiều chúng đã được thủy phân, đồng thời các hệ enzym đã được hoạt hóa hoặc tạo
với hàm lượng lớn, vì vậy tính chất hồ hóa của bột Malt rất yếu, nên thậm chí không qua
hồ hóa mà bột Malt vẫn thủy phân gần như hết cơ chất Glucid của nó.
Với bột thế liệu: do đặc điểm không qua nảy mầm, nên về cấu trúc của cơ chất gần như
giữ nguyên vẹn, mặt khác các hệ enzym (Amylaza, Proteaza) rất nghèo, không được hoạt
hóa. Do đó tính chất của tinh bột thể hiện hồ hóa rất nhanh, sau khi qua điểm hồ hóa, ở
điều kiện gia công nước nhiệt (nấu sôi) tinh bột sẽ chín, từ đó sự xâm nhập và phân cắt
của enzym (Amylaza) sẽ dễ dàng và thuận lợi hơn rất nhiều.
Khi có sử dụng thêm thế liệu thì bột thế liệu càng cần nghiền mịn, khả năng tiếp xúc của
cơ chất và enzỵm càng cao, hiệu quả thủy phân bột thế liệu càng triệt để.
Khi sử dụng bột thế liệu nếu lớn hơn 30% thường có xu hướng tăng pH của hỗn dịch, kéo
theo vùng pH thích hợp của enzym ra khỏi vùng hoạt hóa của chúng nhất là đối với
Proteaza (hoạt hóa ở vùng acid). Đây chính là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng thủy phân
không triệt để cơ chất của thế liệu, gây khó khăn cho quá trình lọc tách dịch đường hóa,
làm cho dịch đường hóa hay bị đục. Vì thế để tăng hiệu suất đường hóa, cần phải tiến
hành điều chỉnh pH của dịch cháo bằng những phương pháp thích hợp như axit hóa bằng
acid lactic, acid sunfuric…
Khi có sử dụng nhiều thế liệu thường lượng enzym trong Malt không đủ khả năng thủy
phân triệt lượng cơ chất của thế liệu, nên ta cần bổ sung một lượng chế phẩm enzym từ
bên ngoài, hỗ trợ cho quá trình thủy phân đạt yêu cầu.
3.3. Ý nghĩa các thông số thời gian và nhiệt độ

+ Nhiệt độ đến 520C, thời gian 30 phút
+ Nhiệt độ đến 570C, thời gian 15 phút
+ Nhiệt độ đến 620C, thời gian 55 phút
+ Nhiệt độ đến 720C, thời gian 25 phút
+ Nhiệt độ đến 760C, thời gian 10 phút
Nhiệt độ thủy phân là yếu tố quyết định cường độ và chiều hướng tiến triển của các quá
trình enzym. Mỗi một enzym đều có nhiệt độ tối ưu riêng, nghĩa là tại đó nó sẽ xúc tác
phản ứng với cường độ mạnh nhất. Nếu tăng nhiệt độ thủy phân tinh bột lên đến một
nhiệt độ nhất định thì tốc độ đường hóa tăng nhanh. Nhưng nếu tiếp tục tăng quá giới hạn
thì các enzym bị giảm hoạt lực, quá trình đường hóa giảm lại hoặc dừng hẳn.
23


Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của α - Amylaza trong quá trình đường hóa là 70 – 75 0C, ở
nhiệt độ này ưu thế cho sự tạo thành dextrin. Nhiệt độ giới hạn cho hoạt động của α
- Amylaza của malt đại mạch là 760C, ở nhiệt độ cao hơn enzym sẽ bị mất hoạt lực.
Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của α – Amylaza là 60 – 630C, ưu thế cho sự tạo thành
maltoza.
Nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của Amylophosphataza là 700C.
Điều quan trọng khi đạt đến nhiệt độ tối ưu rồi, ta cần phải duy trì nhiệt độ đó một thời
gian để enzym thực hiện quá trình xúc tác thủy phân, có như vậy quá trình phân cắt các
hợp chất cao phân tử mới triệt để, hiệu suất thu hồi chất lượng cao.
Như vậy, ta có thể sử dụng nhiệt độ để điều chỉnh quá trình thủy phân, tỷ lệ các thành
phần trong sản phẩm đường hóa. Muốn thu hồi nước nha có chất lượng cao thì nhiệt độ
trong quá trình đường hóa phải được kiểm soát theo đúng quy trình quy định.
4. Trình bày mục đích và các biến đổi trong quá trình Houblon hóa
4.1. Mục đích quá trình Houblon hóa
Hòa tan các chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị, màu cho bia. Các chất trong hoa
sẽ kết hợp với các chất trong dịch đường làm ổn định các thành phần trong bia.
Tạo điều kiện cho sự hình thành tủa giữa các protein cao phân tử kém bền vững với tanin.

Tạo phản ứng Melanoid.
Tiêu diệt các enzyme xúc tác sinh học.
Khử trùng dịch lên men ở 1000C.
Làm bay một phần hơi nước của dịch lên men.
Gia tăng độ màu, acid, tạo thành các chất khử, giảm độ nhớt, tăng độ bền sinh học, khả
năng tạo bọt và giữ bọt.
4.2. Các biến đổi trong quá trình Houblon hóa:
- Biến đổi vật lý:
nồng độ chất khô trong dịch đường tăng lên do có một lượng nước đã bốc hơi ở nhiệt độ
cao, do đó thể tích của dịch đường cũng giảm. Độ nhớt của dịch đường cũng giảm.
-

Biến đổi hóa lý:

Sự trích ly các cấu tử hoa houblon: các chất hòa tan trong hoa houblon được trích ly vào
dịch đường nấu tạo mùi vị cho bia.

24


Sự hình thành hệ keo: polyphenol, chất đắng và các hợp chất nitơ trong hoa houblon là
những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, vì thế chúng có khả năng giữ bọt khí
CO2 trên bề mặt và góp phần tạo bọt cho bia, tăng giá trị cảm quan. Polyphenol của hoa
houblon khi hòa tan vào dịch đường ở nhiệt độ cao sẽ tác dụng với các protein để tạo
thành phức chất dạng màng nhầy. Các phức chất này rất dễ kết lắng và khó kết lắng theo
các cặn trong dịch đường, do đó tăng độ bền keo và ổn định thành phần hóa sinh của
dung dịch đường.
Sự biến tính của một số protein.
Sự bốc hơi của nước và của các hợp chất dễ bay hơi (tinh dầu, acid hữu cơ).
-

Biến đổi hóa học:

Phản ứng đồng phân hóa các acid đắng: trong quá trình houblon hóa có xảy ra phản ứng
đồng phân hóa các thành phần acid đắng và làm cho chúng tan tốt hơn trong dịch đường.
Các phản ứng thủy phân chất đắng: tạo ra các sản phẩm thấp như acid acetic,
isobutandehyde... và các acid đắng. Các acid đắng tuy có phân tử lượng thấp hơn nhưng
có độ đắng nhiều hơn so với cá hợp chất ban đầu.
Phản ứng Maillard: xảy ra giữa các phản ứng đường khử và các nhóm amin tạo ra sản
phẩm melanoidin làm tăng độ màu của dịch đường và bia thành phẩm.
Sự giảm nhẹ pH của dịch đường: sự giảm pH từ 5.4-5.5 về 5.2 do nước bay hơi và sự
trích ly acid đắng từ hoa houblon.
-

Biến đổi hóa sinh: các enzyme trong dịch đường bị vô hoạt.
Biến đổi sinh học: hầu như các vi sinh vật bị tiêu diệt.
Biến đổi cảm quan: xảy ra các biến đổi về màu, mùi, vị của dịch đường, tăng độ
bền bọt và bền keo, góp phần làm tăng hương vị và giá trị cảm quan cho bia.
5. Trình bày các yêu cầu của nấm men, điều kiện và biến đổi trong lên men bia:
5.1. Yêu cầu nấm men
Nấm men có khả năng chuyển hóa các loại đường đơn, acid amin…..giải phóng ra rượu
etylic, CO2 và các sản phẩm phụ khác.
Nấm men khi đưa vào lên men phải đạt từ 10 – 20x106tế bào/ml dịch.
Nấm men phải thuần khiết
Tốc độ và khả năng kết lắng
Tốc độ và khả năng lên men
5.2. Biến đổi trong lên men
- Biến đổi sinh học:
25