Kỹ thuật sản xuất chế phẩm tớ hạt cốc nấy mầm (Malt)

CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 24
Chng 3: K THUT SN XUT CH PHM T HT CC NY
M (MALT)
Malt là loi ht hoà tho (ht cc) ny mm trong nhng u kin nhân to (nhit ,
m, thi gian) xác nh gi tc là quá trình  malt. Mc ích chính trong quá trình 
malt là trích luc mt lng ln các enzym (ch yu là enzym amylaza) trong ht,
c s dng trong các lnh vc sau:
- Trong công nghip sn xut ru etylic (cn, ru etylic) t nguyên liu tinh bt.
Malt là tác nhân ng hoá tinh bt (phng pháp sn xut ru này có tên là
phng pháp maltaza hay phng pháp malt). Có th dùng các loi ht nh: i
ch, lúa mch en, yn mch, kê, ngô  sn xut malt loi này.
- Trong công nghip sn xut bia malt va là tác nhân ng hoá tinh bt va là
nguyên liu chính (cùng vi hoa houblon và nc) và có th có nguyên liu thay
th (Không phi malt i mch). Malt bia ch yu c sn xut ti mch, ngoài
ra ngi ta có th dùng mt t l malt thay th nh thóc mm.
- Trong công nghiêp sn xut mt tinh bt (ng nha, mch nha): malt va là tác
nhân ng hoá tinh bt va là nguyên liu chính. Malt loi này c sn xut t
lúa, lúa mì, ngô, i mch, kê thm chí t c khoai lang ny mm. Mch nha sn
xut t malt vn là ngon nht, cho cht lng tt nht.
- Trong mt s ngành sn xut thc n sinh dng, thc n kiên (cho ngi bnh,
ngi già, tr em, gia xúc, gia cm non). Malt c dùng  phi ch vào thc n
a thc n.
Quá trình sn xut malt bao gm các khâu sau:
Thu nhn, x lý, làm sch, phân loi và bo qun ht,
a, xát trùng và ngâm ht.
m mm (ny mm) ta s thu c malt ti.
y malt ti.
 lý và bo qun malt khô.
3.1. Nguyên liu i mch:
i mch là cây ht cc  các nc ôn i, có khong 30 ging khác nhau nhng ch

có mt ging có ý ngha kinh t là i mch mùa (Hordeum sativum) còn li u là i
ch di. Hin nay din tích trng và sn lng i mch trên th gii ng v trí th 4
sau lúa mì, lúa, ngô. Thuc ging i mch mùa có 130 loi khác nhau và c chia làm
3 nhóm chính: i mch nhiu hàng (6 hàng và 4 hàng)-Hordium hexatichum; i mch 2
hàng (Hordium disstichum) và i mch trung gian (H. intermedium). Nhóm có giá tr
trong sn xut malt và bia là i mch nhiu hàng.
i mch sau khi thu hoch c phi sy n m di 13%  bo qun cùng
ging nh các ht hoà tho khác, cu to ht i mch gm v tru, v qu, v ht,
alrông, ni nh và phôi. T l trung bình trong các phn nh sau:
CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 25
Tên b phn ht % khi lng toàn ht
 tru
 qu
 ht
Alrông
Phôi
i nh
12
3,5 ÷ 4
2 ÷2,5
12 ÷14
2,5 ÷ 3
64,5 ÷ 6,8
Thành phn hoá hc trung bình ca i mch theo % cht khô nh sau:

phn ht
Protein
(N*5,7)
Chtbéo

tinh
t
Pentosan Xenluloza Tro
t

Phôi
13,4
7,1
28,6
2,0
2,1
7,6
54,0
8,2
46,0
9,0
20,0
20,0
5,7
22,6
1,1
3,0
10,0
10,0
Khi lng 1000 ht c trng cho  my ca ht nm trong khong 15 ÷ 60 gam và
ngi ta chia thành các loi:
i mch ht nh: Khi lng 1000 ht ti 30 gam
i mch tng i nh: Khi lng 1000 ht ti 31 ÷40 gam
i mch nng: Khi lng 1000 ht ti > 51gam
Kích thc ht dài 8 ÷ 10 mm, rng 3 ÷ 4 mm, dày 2 ÷3 mm.

Ch s cht lng quan trng ca i mch  sn xut malt và bia là  ny mm và
ng lc ny mm. Ngoài ra, i mch còn c c trng bi  chit và hàm lng
protein. i mch tt có  chit t ti 82% và hàm lng protein không quá 12%. Nu
hàm lng t quá 12 % thì  chit s thp, bia s bc; còn nu hàm lng protein
quá thp s làm gim  bt và v bia.
3.2. Làm sch và phân loi ht:
Khi ht có cha nhiu tp cht (bi, tp cht nh nh c, rm r; tp cht nng nh
i á, vn kim loi...) do ó cn phi c làm sch trc khi a vào sn xut. Mt
khác, khi ht phi m bo ng u  quá trình ngâm và ny mm c thun li và
ng u.
Thông thng ngi ta làm sch và phân loi bng các h thng sàng thích hp:
- Sàng khí ng: dùng  tách tp cht và phân loi ht theo chiu dày, chiu rng ca
nó theo các tính cht khi ng (dùng qut).
u ht c phân loi theo chiu dày ht  sn xut malt bia, ngi ta c 3 nhóm:
+ Loi I : b dày ht > 2,5 mm Dùng  sn xut malt bia tt nht.
+ Loi II : b dày ht > 2,2 ÷ 2, 5 mm Dùng  sn xut malt bia tt nht.
+ Loi III : b dày < 2,2 mm Dphi liu, c dùng  làm vic khác.
- Sàng ng (Trier):  phân loi ht theo chiu dài
- Tách tp cht kim loi dùng nam châm kin trng.
CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 26
- S công ngh làm sch và phân loi ht
3.3. a, sát trùng và ngâm ht:
3.3.1. a và sát trùng ht:
t c ra sch trong quá trình ngâm, các cht bn theo nc và tp cht nh s ni
lên c tháo ra ngoài. Trong quá trình bo qun ht s b nhim vi sinh vt, trùng b,
t cht và h hng khác. Vì vy, khi ngâm ngi ta thng kt hp vi ra, sát trùng 
khi ht c sch, ng nht, kích thích s ny mm.
t s các hoá cht dùng  sát trùng ht khi ngâm:
- CaOCl

2
, Ca(OCl)
2
, HCHO 40 %: 700 gam/m
3
H
2
O
- H
2
SO
4
, KmnO
4
: 10 ÷ 15 gam/m
3
H
2
O
- Ca(OH)
2
: 2 ÷ 3 lit/100 gam ht
Trong ó, Ca(OCl)
2
sát trùng mnh, kích thích s ny mm nên hay c dùng. Liu
ng 40 g Ca(OCl)
2
33% / 100 kg ht.
Ca(OH)
2

bão hoà ch dùng ra sát trùng ln th 2, không c cho vào ni  giai n
ngâm vì nó hay bám lên v ht làm nh hng n cht lng ca malt và bia. Có th
dùng H
2
O
2
  sát trùng và kích thích ny mm: liu lng 3 lit/m
3
H
2
O. Ch phm
Giberelia kích thích thc vt c s dng ln u tiên  nht Bn vào nm 1940 vi liu
ng 40 ÷ 200 mg/1 tn i mch, rút ngn thi gian ny mm t 8 ngày xung còn 5
ngày, gim giá thành Malt 12 ÷ 15 %.  Anh, 90 % ch phm Giberelia c dùng trong
công nghip malt.
3.3.2. Ngâm ht:
- Mc ích  ht hút  nc cn thit  chun b ny mm, ny mm và phát trin
m.
- Bin i ca ht khi ngâm:
+ Trc khi ngâm, ht có m trung bình 13 %  duy trì kh nng sng.
+ Khi ngâm, nc ngm (thm thu qua v) vào ht, khi m ca ht quá 15 % thì
trong ht xut hin nc t do, ht trng n dn (th tích ht tng trung bình khong
1,45 ln so vi ban u). Nc t do thúc y các quá trình hoá sinh có liên quan n
hot ng sng, hô hp và hot hoá enzim.
+ Bin i hoá hc khi ngâm không áng k, ht hô hp vn rt yu nên tiêu tn
gluxit rt ít, mt lng nh các cht hoà tan vào nc ngâm: ng, pentosan, cht
khoáng, tiêu hao cht khô khong 1 %.
+ Ht hút nc thí nng lc hô hp tng, khi ngâm ht tiêu th 63 mg O
2
/kg ht.h và

thi ra 86 mg CO
2
/kg ht. nu không  lng oxi ht s hô hp ym khí to ra C
2
H
5
OH,
CO
2
, các axit hu c... a s là các cht c vi t bào, kim hãm quá trình sng bình
thng, dn n phá hu cu trúc t bào và hin tng t phân hu (gây h hng ht, thi
a, nhim vi sinh vt).
+ Tc  ngâm nc ph thuc vào nhit  ngâm nc, mc  thay nc, thông khí,
kích thc ca ht. Nhit  ca nc ngày càng cao thì nc thm vào t bào ngày càng
nhanh. Vì khi ó nhit  s làm tng s trng n các cht keo (protein, tinh bt,
xenluloza,...), tng vn tc khuch tán (do chuyn ng nhit), gim  nht, tng  hô
CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 27
p ca ht ng thi tng kh nng nhim và phát trin ca vi sinh vt tp, nhu cu oxi
a khi ht cng tng lên nhiu.
a vào nhit  ca nc ngâm, ngi ta chia ra các ch ngâm nh sau:
Ch ngâm Nhit  nc ngâm
Ngâm lnh < 10
o
C
Ngâm thng
10 ÷ 15
o
C
Ngâm m

20 ÷ 40
o
C
Ngâm nóng
50 ÷ 55
o
C
Trong ó ch ngâm thng c s dng rng rãi nht, ngâm m c s dng
trong mùa ông, ngâm nóng thng kt hp vi ngâm thng hay ngâm m  x lý ht
(kiu ngâm 3 sôi 2 lnh).
*Quá trình hút nc ca ht i mch khi ngâm din ra theo  th:
 th biu din s thay i m ca ht khi ngâm
Khi m khi ht t khong 40 % thì tc  hút nc ca ht ã bt u gim. Sau
96 h ngâm m khi ht t cao nht khong 47%. ây cng chính là mc  ngâm
c i cn thit.
+Các thành phn khoáng trong nc ngâm nh hng n tc  ngâm ht. Nc
m ngâm nhanh hn nc cng, tt nht s dng nc có  cng 7mg ng
ng/lit. Iôn Ca
2
+
liên kt vi polyphenol trong v ht to mui ít tan có cu trúc th keo
o thành bong bóng trên v ngn cn s thm nc, mui Na
2
CO
3
làm tng v malt cho
bia. Các mui st gây kt ta dng Fe(OH)
3
, tác dng vi polyphenol làm cho ht có màn
nâu. NaCl làm chm quá trình ngâm và ny mm, nng  mui này quá cao có th git

cht mm.
- Các phng pháp và ch công ngh ngâm ht: có nhiu phng pháp ngâm ht:
50
40
30
20
10
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
m ht
(%)
Thi gian ngâm(h)
CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 28
+ Ngâm trong nc-không khí gián n: Ht lúc c ngâm trong nc, lúc c
ngâm trong không khí, mi chu k kéo dài 3 ÷ 6 h. Không khí nén c thi cp cho c
chu k, mi ln thi t 3 ÷ 5 phút, c 30 phút li thi khí mt ln.
+ Ngâm trong lung nc và không khí liên tc: Dùng nc ã bão hoà không khí
c phun liên tc vào b ngâm ht (cn có thit b bão hoà không khí). Vi phng
pháp này mc  ngâm ht c nhanh, rút ngn c quá trình ny mm.
+ Ngâm ht trong lung nc phun: Khi ht c phun nc liên tc chy thm qua
p ht t trên xung di ri chy vào rãnh thoát nc. Nh vy nc ch lu li trong
t mt thi gain nht nh nào ó. Phng pháp này cho phép ht c thông khí t
nhiên liên tc, mm ht mau xut hin và phát trin.
+Ngâm ht trong lung không khí - nc phun: ây là phng pháp kt hp gia
ngâm trong nc liên tc và gi ht  tng thái hiu khí (i mi không khí) bng cách
hút khí ca khi ht.
Sau khi ra xong, ht c phun ti nc trong 15 phút. Sau ó hút không khí t
phía di (bng qut hay bm hút) trong 15 phút ri  yên trong không khí mt gi, ri
i phun ti nc...c nh th cho n khi ht t m yêu cu.
 sn xut matl bia, mc  ngâm i mch khong 42 ÷ 48 %.  sn xut matl

ng hoá khi sn xut ru etylic thì thi gian ngâm thng ngn: i mch, lúa mch,
n mch: 12 ÷ 18 h; mch en: 12 ÷14 h, ngâm nc 15÷ 20
0
C cho n mc  ngâm
38÷40 %. Ht kê, lúa là ging a m nên ngâm trong nc 25÷30
0
C trong 22÷24
h
n khi
t c mc  ngâm 35÷37%.
Thng quá trình ngâm kt thúc thì thy r con xut hin.
3.4. y mm:
Thc t quá trình ny mm có th bt u  giai n ngâm khi mc  ngâm ht t
25 ( 30 %. Lúc ó các h enzim t trng thái “ngh” c ánh thc tr li hot ng 
u kin nhit , m thích hp. Kt qu là các polyme d tr không tan (tinh bt,
protein, hemixenluloza, xenluloza) b thu phân mt phn (bin hình) thành các cht tan
có kh nng nuôi sng mm và r.
Trong giai n u ca quá trình ny mm, trong ht xy ra các quá trình sinh lý, hoá
sinh tng t nh khi ht ny mm t nhiên (trong t khi gieo ht), trong dung dch dinh
ng (thu canh), di tác dng ca m, nhit , khí CO
2
trong không khí, phôi ht
phát trin s to nên mm và r phôi, cht dinh dng nuôi phôi ht c ly t ni nh
a ht. i ó, di tác dng ca h enzim s chuyn hoá các cht  v trí cao phân t v
ng các cht hoà tan n gin  phôi hp thc. Tuy nhiên, khi phôi ht càng phát
trin thì tiêu hao cht khô trong ht (ch yu  ni nh) càng ln. Bng cách khng ch,
tác ng các u kin công ngh phôi ht (mm và r) phát trin mt cách hp lý nht
 tiêu hao hàm lng cht khô là nh nht nhng cho phép tích luc nhiu enzim
nht (tr h enzim oxy hoá). ây là mc ích ch yu ca quá trình sn xut matl, và
ng là m khác bit gia ny mm nhân to và ny mm t nhiên.

Khi ny mm, trong ht i mch s xy ra các quá trình ch yu sau:
- Quá trình sinh lý: S phát trin ca phôi xy ra ng thi vi s hô hp và tng hp
t s cht mi, mà quan trng nht là mt s enzim cn thit.
CÔNG NGH ENZIM GVC: Ths. Trn Xuân Ngch
Trang: 29
- Quá trình sinh hoá: Thu phân các cht d tr trong ni nh.
- Quá trình hoá hc: Tác dng tng h gia các cht to thành khi thu phân, hình
thành các cht thm, cht có v matl.
- Quá trình vt lý: Vn chuyn m và các cht d tr hoà tan t ni nhi nuôi phôi và
ngc li.
3.4.1.  hình thành và hot ng ca các h enzim ng thi nhng quá trình
y ra trong quá trình ny mm:
t t  chín và khô (W13%) thì các enzim trong ht  dng liên kt (không hot
ng) nm trong t bào ca ht. Trong quá trình ny mm chúng c gii phóng ra 
ng t do hot ng, ng thi ht cúng có kh nng hình thành nên nhng enzim hot
ng mi.
- H enzim oxy hoá - kh:
Hot ng ca h enzim này là bc chun b ban u cho quá trình hoá sinh tip theo
a s ny mm.
Có th k n các enzim oxy hoá hn: oxydaza, peroxydaza và catalaza sn phm
phn ng xúc tác  quá trình hô hp ca ht bao gm: H
2
O, CO
2
và O
2
. Cng  hô hp
ph thuc rt nhiu vào nhit  và lng O
2
tham gia. Trong khong nhit  10÷30

0
C,
nhit  tng s làm tng cng  hô hp, ng thi hot tính ca a s các enzim cng
ng dn n làm tng s tn tht cht khô.
Quá trình hô hp kèm theo s thi nhit: 673 kcal/phân t gam ng.
Trong ht ngâm có 2÷3 % ng (tính theo hàm lng cht khô), trong quá trình ny
m do thu phân nên lng ng tng thêm khong 20%. Khong 9÷10% lng
ng tn hao do hô hp, 3÷5% tn hao do s phát trin ca mm và r, còn li i vào
thành phn ca malt. Nh vy, ta thy quá trình hô hp tiêu th mt lng ng khá ln
nên lng nhit to ra nhiu.
t s axit hu c có sn và hình thành trong quá trình ny mm nh: oxalic, xitric,
malic, lactic, formic, axetic, propionic,... Nu oxi không cung cp y  (trng thái ym
khí) c bit  giai n u ca quá trình ny mm s xy ra hin tng hô hp ym khí
o nên ru etylic C
2
H
5
OH và CO
2
. Nu hàm lng C
2
H
5
OH sinh ra ln n mc 
nht nh sc ch t bào sng và ình ch s phát trin ca mm. Tip ó, các sn phm
ng h ca ru và axetic là este to ra trong malt ti có mùi c trng.
c trng cho mc  hô hp ngi ta dùng h s hô hp k=CO
2
/O
2

. Chng hn s
oxi hoá ng trong u kin hiu khí di tác dng ca enzim oxydaza:
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
à 6 + 6H
2
O + 2322kJ
K=
2
2
O
CO
= 1
Khi oxi hoá cht béo : K = 0,5 ; protein K = 0,8
Khi hô hp ym khí K > 1
 khác nhau gia quá trình ngâm và ny nm là  ch h s hô hp k khi ngâm
thng > 1 , khi ny mm K = 0,74-1,00. Tó ngi ta khng nh không phi s hao
n cht khô và lng nhit thi ra do hô hp trong quá trình ny mm là hoàn toàn t
gluxit (tinh bt và ng)