›
›

Bài giảng Công nghệ sản xuất Malt và bia - Nguyễn Kính

ppt 152 trang cucquyet12 4170
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ sản xuất Malt và bia - Nguyễn Kính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_cong_nghe_san_xuat_malt_va_bia_nguyen_kinh.ppt

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ sản xuất Malt và bia - Nguyễn Kính

  1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT VÀ BIA TS. NGUYỄN KÍNH 1
  2. PHẦN I: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA CHƯƠNG 1: ĐẠI MẠCH 2
  3. Đặc tính thực vật của đại mạch ❑Đại mạch giống gieo trồng thuộc nhóm thực vật có hạt phân nhóm bí tử lớp 1 lá mầm họ lúa mì ❑Đại mạch là thực vật một năm chia 2 nhóm mùa đông và mùa xuân ❑Chu kỳ sinh trưởng của đại mạch là 100 – 120 ngày ❑Đại mạch chia làm 2 loại: 2 hàng và đa hàng 3
  4. Cấu tạo của hạt đại mạch ❑Gồm 3 bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phôi. ❑Bên ngoài là vỏ trấu được hình thành từ đài hoa, dưới lớp vỏ trấu là vỏ quả, dưới lớp vỏ quả là vỏ hạt gồm 2 lớp tế bào, lớp ngoài dày, lớp trong thì trong suốt, vỏ hạt có vai trò như một màng bán thấm chỉ cho nước vào mà không cho ra. Lớp vỏ quả và vỏ hạt liên kết chặt chẽ với nhau hơn là với vỏ trấu. Vỏ trấu chiếm 7 – 8% trọng lượng chất khô của hạt, đại mạch đa hàng đến 11%, trọng lượng vỏ chiếm 10,5 – 13%, đại mạch mùa xuân thì thấp hơn 0,5 – 1%. 4
  5. Cấu tạo của hạt đại mạch ❑Nội nhũ là phần lớn nhất và có giá trị nhất của hạt, ngoài cùng tiếp giáp với vỏ hạt là lớp alơron, lớp này thì giàu protêin, chất béo, đường, xenluloza, pentozan, vitamin và chất tro, dưới lớp này là nội nhũ thật của hạt. Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế bào lớn chứa đầy các hạt tinh bột, ít protêin, xenluloza, chất béo, đường và tro 5
  6. Cấu tạo của hạt đại mạch ❑Phôi là phần sống của hạt, trọng lượng chiếm 2,5 – 5% trọng lượng hạt. Phôi có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự sống của cây và trong sản xuất bia. Chế biến hạt đại mạch thành malt dựa trên sự phát triển của phôi. Phôi nằm ở dưới gồm phôi lá và phôi rễ, ở giữa là phôi thân. Tiếp giáp giữa phôi và nội nhũ là ngù (là một màng bán thấm để chuyển chất hòa tan về phôi và nước từ phôi đi vào nội nhũ). Phôi chiếm tỷ lệ không đáng kể, các thành phần phôi ít tan vào dịch đường. Vai trò to lớn của phôi là trạm hoạt hóa và sản xuất enzym, là cơ sở cho quá trình sản xuất malt 6
  7. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Rất phức tạp. ❑Đối với công nghệ sản xuất bia, các hợp phần có ý nghĩa là: nước, gluxit, các hợp chất chứa nitơ, các hợp chất phi nitơ, chất béo và lipoid, pherment (enzym) 7
  8. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Nước o Ảnh hưởng nhiều đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt, hàm ẩm cao, kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng làm hao tổn chất khô và vi sinh vật phát triển o Tăng hàm ẩm 1% thì hiệu suất thu hồi chất chiết giảm 0,76%. o Hàm ẩm tối đa cho phép đưa vào bảo quản là 13% 8
  9. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Được chia thành 4 nhóm: mono-, di-, tri- và poly saccharid o Monosaccharid: glucoza và frutoza (C6H12O6) và xiloza (C5H10O5) o Disaccharid: saccharoza và maltoza (C12H22O11) o Trisaccharid: đường rafinoza o Polysaccharid: tinh bột, xelluloza, hemixelluloza, pentozan, amylan và các hợp chất dạng keo o Ba cấu tử đầu tiên là quan trọng nhất trong sản xuất bia. 9
  10. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Tinh bột ▪ Chiếm vị trí số một về khối lượng cũng như ý nghĩa trong sản xuất bia, hơn 50% chất khô của đại mạch là tinh bột, có giống đạt tới 70% ▪ Tinh bột có 2 chức năng – thức ăn dự trữ cho phôi, cung cấp chất hòa tan cho dịch đường trước lúc lên men ▪ Tinh bột chủ yếu ở nội nhũ, một ít ở phôi. Hạt tinh bột có 2 cỡ to và bé. Hạt to đường kính 20 – 30μm, hạt bé từ 2 – 10μm ▪ Tỷ trọng 1,5 – 1,6, nhiệt lượng riêng 0,27kcal/kgđộ ▪ Dễ dàng kết lắng trong nước 10
  11. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Tinh bột ▪ Tinh bột hút nước và trương nỡ, kích thước có thể tăng 60 – 100 lần ▪ Nhiệt độ tại đó hệ số trương nỡ và độ nhớt tinh bột lớn nhất gọi là điểm hồ hóa, đối với ngô và đại mạch là 80oC, gạo 75oC ▪ Tinh bột gồm amyloza (17-24%) và amylopectin (76-83%) ▪ Chuỗi phân tử amyloza gồm từ 60 – 600 gốc đường glucoza liên kết với nhau qua cầu oxy α1,4 và tạo thành mạch thẳng. Amyloza có dạng tinh thể, phân tử lượng từ 10.000 – 100.000 đơn vị, dễ hòa tan trong nước nóng để tạo thành dung dịch không bền với độ nhớt thấp 11
  12. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Tinh bột ▪ Dưới xúc tác của enzym amylaza, mạch amyloza sẽ bị cắt thành đường đơn maltoza và glucoza. ▪ Amylopectin tạo bởi khoảng 2000 gốc đường glucoza xếp thành trục chính trên đó có nhiều mạch nhánh, tại điểm phân nhánh, gốc gluco liên kết với nhau qua câu oxy α1,6 còn các điểm khác liên kết α1,4 glucozid. Amylopectin là chất vô định hình, khối lượng phân tử 400.000 – 1.000.000 đơn vị, không tan trong nước nóng, chỉ tạo thành hồ với Iôt nó chuyển thành màu tím, trong môi trường giàu nước tinh bột bị thủy phân để tạo thành dextrin, đường kép, maltoza và một ít loại đường khác 12
  13. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Tinh bột ▪ Sự thủy phân tinh bột bởi enzym amylaza đóng vai trò to lớn trong sản xuất malt và bia, là nền tảng cho việc ngâm, ươm mầm, sấy và đường hóa nguyên liệu 13
  14. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Xenluloza ▪ Nằm ở vỏ trấu, chiếm 20% chất khô, phân tử khoảng 2000 -10.000 gốc gluco xếp thành mạch dài, xoắn, nó dai và khó bị phân cắt, không tan trong nước, không thay đổi thành phần và cấu trúc. Trong quá trình sản xuất bia, nó có vai trò quan trọng trong quá trình lọc dịch đường, tạo màng lọc phụ 14
  15. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Gluxit o Hemixenluloza ▪ Là phần chủ yếu của tế bào gồm pentozan, hexozan và axit uronic o Các hợp chất pectin và các dạng chất keo o Saccharid thấp phân tử 15
  16. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Các hợp chất chứa nitơ o Chiếm khoảng 9-11% lượng chất khô của hạt, có vai trò quan trọng trong sản xuất bia, quyết định chất lượng của bia. o Các chất này tồn tại ở dạng cao phân tử gọi protit, một phần nhỏ ở dạng thấp phân tử gọi là các hợp chất nitơ phi protit 16
  17. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Các hợp chất chứa nitơ o Protit ▪ Là chỉ số quan trọng thứ hai đối với sản xuất bia, cao quá thì bia bị đục, thấp quá thì lên men không triệt để, kém bọt, lượng protit tốt nhất cho sản xuất bia là 8-10% ▪ Thủy phân protit là một trong những quá trình quan trọng nhất trong sản xuất malt và bia. Sản phẩm tạo ra quan trọng nhất là melanoid: màu vàng óng, vị ngọt, thơm dịu, quyết định hương và vị của bia, khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia và độ bền keo của chúng phụ thuộc mức độ thủy phân protit 17
  18. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Các hợp chất chứa nitơ o Protit ▪ Protit gồm 2 nhóm: protit đơn giản (gọi là protein) và protit phức tạp (gọi là proteid) ▪ Protein hòa tan vào trong dịch đường và tồn tại trong bia, một phần bị thải ra ngoài ▪ Proteid thì kém hòa tan, gây ảnh hưởng xấu, cần loại bỏ triệt để chúng ra khỏi dịch đường 18
  19. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Các hợp chất chứa nitơ o Các hợp chất chứa nitơ phi protit ▪ Đó là albumoza, pepton, peptid, polypeptid và axit amin ▪ Albumoza và pepton có vai trò lớn để tạo và giữ bọt, làm tăng thêm vị đậm đà của bia, nếu hàm lượng cao là tác nhân gây đục cho bia ▪ Peptid được tạo thành từ các gốc axit amin nhưng số lượng ít hơn, gồm di-, tri-, polypeptid, chúng dễ tan vào dịch đường thành dung dịch bền vững, là một trong những thành phần dinh dưỡng của bia ▪ Axit amin chiếm 0,1%, là nguồn cung cấp nitơ cho nấm men, tác nhân chính tạo melanoid, tạo bọt, tồn tại trong bia như một hợp phần dinh dưỡng quan trọng 19
  20. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Các hợp chất không chứa nitơ o Gồm các chất hữu cơ và vô cơ, tiêu biểu là: polyphenon, chất đắng, fitin, axit hữu cơ, vitamin và chất khoáng 20
  21. Thành phần hóa học của đại mạch ❑Chất béo và lipoid ❑Pherment (enzym) o Là những hợp chất hữu cơ có haotj tính sinh học cao, cấu tạo phức tạp, có vai trò đặc biệt quan trọng trong sản xuất bia. Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực của các nhóm enzym rất cao, đến lúc hạt chín hoạt lực giảm 21
  22. PHẦN I: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU THAY THẾ ĐẠI MẠCH 22
  23. Gạo ❑Là loại cốc được dùng nhiều hơn cả với 2 hình thức: trực tiếp với bột malt hoặc dùng thóc ươm mầm ❑Thóc gồm các bộ phận vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt, lớp alơron, nội nhũ và phôi. Phần chất khô tinh bột chiếm đến 75%, protein 8%, chất béo 1-1,5%, xenluloza 0,5-0,8%, chất khoáng 1-1,2% ❑Khi ươm mầm và đường hóa lưu ý đến khối lượng vỏ nhiều nên dùng nước có độ cứng cacbonat cao, thời gian ngâm kéo dài, nhiệt độ 18 – 20oC, đường hóa ở 67oC, dịch hóa ở 77oC 23
  24. Đường mía hoặc đường củ cải ❑Là loại nguyên liệu chất lượng cao thay thế một phần malt đại mạch ❑Đường sử dụng có hàm lượng saccharoza không dưới 98%, lượng saccharoza thay thế nhỏ hơn 20% 24
  25. Đường thủy phân (glucoza) ❑Đường này thu được bằng cách thủy phân tinh bột, sau đó trung hòa, lọc, cô đặc chân không đến 77- 84% chất khô. ❑Ngoài glucoza (63-75%) có 3-16% dextrin bậc thấp, 0,9-1,2% tro và một số thành phần khác ❑Lượng đường thủy phân thường dùng 10-15% ❑100kg glucoza thay thế 105-110kg malt Ngoài 2 loại đường trên có thể sử dụng thêm đường invertaza (cho bia đen) và xiro tinh bột (10-15%) 25
  26. PHẦN I: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA CHƯƠNG 3: HOA HOUBLON 26
  27. Đặc tính thực vật ❑Houblon (Humulus lupulus) là loài thực vật lưu niên đơn tính thuộc họ Gai mèo ❑Trong công nghệ sản xuất bia chỉ sử dụng loại hoa cái chưa thụ phấn cho nên phải loại bỏ đi cây đực ❑Khi hoa chín, nhị hoa xuất hiện các hạt lupulin màu vàng hình cầu, đường kính 0,15-0,25mm, những hạt này là nguồn gốc chính sinh ra chất đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon. ❑Hình dạng, độ lớn của hoa phụ thuộc vào giống, điều kiện canh tác. 27
  28. Thu hái, sơ chế và bảo quản ❑Thu hái khi chúng đạt độ chín kỹ thuật: hàm lượng lupulin cực đại, màu chuyển từ vàng xanh sang màu vàng hoặc vàng xanh có ánh, cánh hoa đóng kín hoàn toàn, dẽo và có tính đàn hồi lớn, mùi thơm mạnh nhưng dễ chịu, hạt lupulin chuyển sang màu ánh kim, phủ nhiều bột, màu vàng rực ❑Cây cao 2-3m có thể đến 6m ❑Thu hái houblon bằng nhiều cách thủ công hoặc tự động cơ giới 28
  29. Thu hái, sơ chế và bảo quản ❑ Sấy houblon thực hiện bằng không khí nóng 40oC bằng các máy chuyên dụng. Khi sấy hàm ẩm tương đối của không khí khống chế ở mức cao ❑ Bảo quản: hoa sau khi sấy được phân loại, xông SO2 bằng cách đốt giấy có quét lưu huỳnh, liều lượng lưu huỳnh 0,5- 1kg/100kg hoa để hạn chế sự oxy hóa và phát triển của vi sinh vật ❑ Sau xông hơi, hoa được ép thành bánh, áp lực khoảng 300kG/cm2, cho vào túi etylen hàn kín miệng hoặc cho vào thùng kim laoij đưa đi bảo quản nơi khô ráo nhiệt độ thấp không ánh sáng mặt trời. Trong bảo quản hàm ẩm tối đa của hoa 13%, nhiệt độ 0,5-2oC ❑ Hiện nay áp dụng cách bảo quản hoa trong môi trường CO2 và nitơ có hiệu quả tốt nhưng đắt tiền 29
  30. Thành phần hóa học của houblon ❑Phụ thuộc vào chuẩn giống, điều kiện khí hậu, đất đai, kỹ thuật canh tác, thường dao động trong khoảng rộng (tính theo % chất khô): Nước 11-13 Xelluloza 12-14 Chất đắng 15-21 Chất khoáng 5-8 Polyphenol 2,5-6 Tinh dầu thơm 0,3-1 protein 15-21 Các hợp chất khác 26-28 30
  31. Thành phần hóa học của houblon ❑Chất đắng o Có vai trò quan trọng có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp bia giữ bọt, ức chế vi sinh vật, làm tăng độ bền sinh học của bia o Chất đắng gồm nhiều hợp chất, thành phần được phân theo sơ đồ sau Chất đắng (tan trong ete dietyl) Axít đắng (hợp chất tinh thể) Nhựa đắng (hợp chất vô định hình) α- axít đắng β- axít đắng Nhựa mềm Nhựa cứng 6-9% 3-4% 5-6% 1-2% 31
  32. Thành phần hóa học của houblon ❑Chất đắng o α -Axit đắng (humulon) quan trọng nhất gồm 6 hợp chất: humulon, cohumulon, adhumulon, prehumulon, posthumulon và 4-deoxyhumulon. o Khả năng hòa tan axit đắng là 500mg/l, trong dịch đường ít hơn, trong bia từ 10-30mg/l, độ kiềm của dung môi càng cao thì khả năng hòa tan càng nhiều o Khi đun sôi dịch đường với hoa các hợp chất humulon không trực tiếp hòa tan mà qua giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hóa, sau đó các chất đồng phân này hòa tan và bị thủy phân thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn nhiều so với hợp chất ban đầu 32
  33. Thành phần hóa học của houblon ❑Chất đắng o β-axit đắng gồm 4 hợp chất: lupulon, colupolon, adlupulon và prelupulon o Lupulon (C26H38O4) là hợp chất dạng tinh thể màu trắng, nóng chảy ở 92oC o Có tính kháng khuẩn cao nhưng độ đắng kém hơn humulon o Khi đun sôi houblon với dịch đường, lupulon bị đồng phân hóa, các đồng phân này bị phân cách nhưng tốc độ và khối lượng nhỏ giọt o Nếu bị oxy hóa, β-axit đắng chuyển thành hulupon, nếu kéo dài phản ứng hulupon sẽ bị polyme hóa trở thành nhựa mềm, sau đó thành nhựa cứng 33
  34. Thành phần hóa học của houblon ❑Chất đắng o Nhựa mềm: khả năng hòa tan cao hơn β-axit đắng, đây là phần có giá trị của chất đắng o Nhựa cứng là polyme của các axit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa mềm, được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản, cấu tử này không hòa tan trong nước và dich đường nên không có giá trị trong sản xuất bia. o Để xác định lực đắng của houblon, người ta dùng phổ biến nhất theo cách tính của Wollmer Lực đắng = α-axit đắng + (β-axit đắng + nhựa mềm)/9 34
  35. Thành phần hóa học của houblon ❑Tinh dầu thơm o Thành phần hóa học rất phức tạp, gồm 103 hợp chất khác nhau, nhiều nhất là hydrocacbon (75%), các loại rượu và các hợp chất khác. ▪ Tiêu biểu của nhóm hydrocacbon là mirơxen C10H16 không no dạng terpen, humulen C15H24 là một xeckyterpen không no. ▪ Tiêu biểu nhóm rượu là geraniol C10H18O, lylalool là đồng phân của geraniol ▪ Ngoài ra còn có nhóm Xeton, Andehid o Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon, 98% lượng tinh dầu thơm bay ra ngoài theo hơi nước, còn 2% ở lại trong bia quyết định hương thơm đối với bia vàng 35
  36. Thành phần hóa học của houblon ❑Polyphenol o Được dùng để kết lắng và loại bỏ protit cao phân tử khỏi dịch đường, ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia o Tính chất quan trọng của hợp chất phenol là dễ thực hiện phản ứng ngưng tụ để tạo thành oligomer, polymer hóa để tạo thành polymer, kết hợp protein cao phân tử tạo thành các phức chất không hòa tan. Tất cả những phenol có tính chất này được gọi là tanin. o Trong kỹ thuật người ta dùng polyphenol của houblon để loại trừ cấu tử protein khó biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường (nguyên nhân gây đục bia) 36
  37. Chế phẩm houblon ❑Sử dụng hoa nguyên cánh có ưu điểm là bảo toàn được chất lượng nhưng chiếm thể tích lớn, khó bảo quản, hiệu quả sử dụng thấp. Khắc phụ nhược điểm đó, người ta chế biến hoa cánh và các bộ phận của nó thành chế phẩm houblon. ❑Hội đồng hoa houblon thuộc công ước bia châu Âu đưa ra bảng danh pháp các loại chế phẩm đó như sau: o Bột humulon: hàm lượng α-axit đắng đến 15% o Lupulin: hàm lượng α-axit đắng đến 15% o Humulon chiết ly: cao hoa 37
  38. Chế phẩm houblon o Humulon đồng phân: trong đó α-axit đắng đã được đồng phân hóa ❑Sử dụng chế phẩm houblon có ưu điểm: o Giảm hao phí o Tăng hệ số sử dụng hữu ích o Giảm bớt kho lạnh bảo quản o Cân đong chính xác hơn o Không cần hệ thống lọc bã o Giảm được lượng chất màu ❑Hiện nay khoảng 40% lượng houblon được dùng ở dạng chế phẩm 38
  39. PHẦN I: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA CHƯƠNG 4: NƯỚC 39
  40. Khái quát ❑Trong bia nước chiếm 78 – 90% ❑Chất hòa tan từ 10 – 22% 40
  41. Thành phần hóa học của nước ❑Nước là dung dịch loãng của các loại muối ở dạng ion. ❑Nhóm cation chiếm nhiều nhất là Ca2+, Mg2+, H+, Na+, K+, Fe2+, Mn2+, Al3+ - - - - - - ❑Nhóm anion là OH , HCO3 , Cl , SO4 , NO3 , NO2 , 2- 3- SiO3 , PO4 ❑Cation của sắt và mangan tồn tại ở 2 dạng pheri và phero ❑Các muối canxi và magie là những hợp chắt gây ra độ cứng của nước 41
  42. Thành phần hóa học của nước ❑Độ cứng cacbonat gọi là độ cứng tạm thời, xác định bởi lượng các muối cacbonat va bicacbonat của canxi va magie ❑Độ cứng phi cacbonat gọi là độ cứng vĩnh viễn, được xác định bởi lượng muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 ❑Độ cứng của nước được đo bằng độ. Có 4 loại độ được dùng trên thế giới: độ Đức (oH), độ Pháp, độ Anh và độ Mỹ 42
  43. Thành phần hóa học của nước o 1 độ Đức (1oH) = 10mg/l CaO hoặc 7,14mg/l MgO o 1 độ Pháp = 10mg/l CaCO3 o 1 độ Anh = 14,3mg/l CaCO3 o 1 độ Mỹ = 1mg/l CaCO3 ❑ Quan hệ giữa các độ đo này là: o 1 độ Đức = 1,79 độ Pháp = 1,25 độ Anh = 17,89 độ Mỹ ❑Độ cứng có thể đo bằng mili đương lượng (meq) o 1meq/l = 2,804 oH 43
  44. Thành phần hóa học của nước ❑Tùy thuộc và độ cứng, nước được phân cấp như sau: o Rất mềm: 0-4oH hoặc 0-1,4meq/l o Mềm: 4-8oH hoặc 1,4-2,8meq/l o Tương đối cứng:8-18oH hoặc 2,8-6,4meq/l o Cứng: 18-30oH hoặc 6,4-10,7meq/l o Rất cứng: >30oH hoặc >10,7meq/l 44
  45. Thành phần hóa học của nước ❑Độ chua tác dụng (pH) dao động 6,5-7 ❑Tính axit yếu là do có axit cacbonic tự do trong đó ❑Độ chua tác dụng của nước ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất đường hóa của malt 45
  46. Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến công nghệ và chất lượng sản phẩm ❑Hàm lượng các muối khác nhau nên ảnh hưởng đến công nghệ và sản phẩm cũng khác nhau 2+ ❑Ca có mặt trong nước ngầm ở dạng CaHCO3 và CaSO4. Hai loại này ảnh hưởng ngược nhau. o Muối bicacbonat gây ảnh hưởng bất lợi, làm giảm độ chua định phân của cháo, tác dụng với muối photphat của malt o Muối sunfat của canxi làm tăng độ chua định phân, có lợi cho quá trình đường hóa, trong sản xuất bia tăng sự hoạt động của enzym, người ta bổ sung thạch cao vào dịch cháo 46
  47. Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến công nghệ và chất lượng sản phẩm o Nếu trong nước chứa nhiều MgSO4 làm bia có vị đắng khó chịu ❑Natri trong nước ở dạng muối Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4 và NaCl. Natri sunfat cao tạo vị đắng khó chịu. Muối NaCl hàm lượng lớn thì không hay nhưng trong phạm vi đến 200mg/l sẽ làm cho bia có vị đậm đà. Do đó trong sản xuất người ta vẫn cho muối ăn vào bia với hàm lượng vừa phải. + ❑Na trong nước khoảng 15-20mg/l ở dạng Na2O ❑K+ trong nước không nhiều, ảnh hưởng giống Na+ 47
  48. Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến công nghệ và chất lượng sản phẩm ❑Sắt ảnh hưởng lớn đến sản xuất malt và bia, tồn tại chủ yếu ở dạng Fe(HCO3)2. Với hàm lượng cao ảnh hưởng đến chất lượng của malt và bia, lớp tủa mỏng Fe(OH)3 cản trở tốc độ hút nước của hạt. Nếu hàm lượng sắt cao sẽ rút ngắn chu kỳ sinh trưởng của men, làm cho sự cân bằng trong tiến trình lên men bị phá vỡ. Sắt gây mùi vị lạ cho bia. Sắt xúc tác quá trình oxy hóa trong bia, giảm độ bền keo, gây đục. Đối với nước dùng để sản xuất bia, nồng độ sắt tối đa cho phép là 0,2-0,5mg/l ❑Mangan có tác dụng tương tự sắt 48
  49. Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến công nghệ và chất lượng sản phẩm 2- ❑Ion sunfat (SO4 ) trong nước từ 1-2 cho đến 200- 250mg/l. Nếu hàm lượng sunfat cao bia có vị đắng khan khó chịu ❑Anion clo (Cl-) với hàm lượng vừa phải cho vị bia hài hòa dễ chịu ❑Nitrat và Nitrit: hàm lượng cao là nước bị nhiễm bẩn. Ở giai đoạn lên men lượng nitrit cao ức chế sự phát triển của nấm men. ❑Nước dùng để sản xuất bia không được phép có NH3 49
  50. Ảnh hưởng thành phần muối của nước đến công nghệ và chất lượng sản phẩm ❑Axit silic trong nước 10-30mg/l. Nếu hàm lượng cao cản trở quá trình lên men và gây đục cho bia ❑Cặn khô gồm các chất không bay hơi, không hòa tan, từ 250-500mg/l ❑Nước sản xuất bia cần có thêm các yêu cầu sau: o Trong, không có mùi và vị lạ o Chuẩn coli: 300ml o Chỉ số coli: 3 (số tế bào E.coli cho phép có trong 1 lit nước) 50
  51. PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA 51
  52. Khái quát ❑Bia là sản phẩm thực phẩm thuộc nhóm đồ uống có độ cồn thấp được thu nhận bằng cách lên men dịch của malt đại mạch và các hạt giàu tinh bột cùng với hương vị houblon ❑Bia có chứa lượng cồn từ 1,8-7% (thể tích), 0,3-0,5 khí CO2 (trọng lượng) ❑Trong bia chứa nhiều hợp chất với nhiều chỉ tiêu chất lượng khác nhau, có hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu với tỷ lệ cân đối tạo cho bia một hương vị đậm đà mà không một sản phẩm thực phẩm nào có được 52
  53. Khái quát ❑Công nghệ sản xuất bia là một quá trình đa mục tiêu và đa yếu tố. ❑Các yếu tố ảnh hưởng tác động đa phương, đa chiều lên các mục tiêu cần tối ưu, nhiều lúc không thể hiện đúng hiệu ứng riêng mà là kết quả của một quá trình đồng tác động ❑Vì vậy, cơ sở lý luận để kết luận là trong công nghệ sản xuất bia ta không thể điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng để đồng thời một lúc các chỉ tiêu chất lượng nhận giá trị tối ưu (cực đại hay cực tiểu) 53
  54. PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA A- SẢN XUẤT DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA 54
  55. Khái quát ❑ Cơ sở khoa học của công nghệ sản xuất dịch đường là sử dụng hệ enzym thủy phân trong malt để phân cắt các hợp chất cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử để cùng với các cấu tử thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu hòa tan vào nước. Hỗn hợp bao gồm nước và các cấu tử hòa tan trong đó gọi là dịch đường (hay là dịch nha hoặc nước mu). Các cấu tử hòa tan được gọi là chất chiết (chất khô hay chất hòa tan). Trong thành phần chất chiết có đường, dextrin bậc thấp, axit amin và các sản phẩm protein thấp phân tử, các hợp chất chứa photpho, chất khoáng, chất vi lượng, 55
  56. Khái quát ❑Trong chất chiết chiếm 93% chất hữu cơ, 7% chất vô cơ ❑Trên nhãn bia các con số 10o, 11o, 12o, cho ta biết nồng độ các chất hoàn tan của dịch đường trước lúc lên men và gọi là độ bia 56
  57. Sơ đồ công nghệ ❑Gồm: o Làm sạch o Cân o Nghiền malt và các loại nguyên liệu hạt tinh bột o Phối trộn bột nghiền với nước o Đường hóa nguyên liệu o Lọc và rửa bã malt o Đun sôi dịch đường với hoa houblon (houblon hóa) o Lắng (hoặc lọc) bã hoa, lắng trong dịch đường o Làm nguội dịch đường houblon hóa đến nhiệt độ lên men 57
  58. PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA A- SẢN XUẤT DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA Chương 5: CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU 58
  59. Khái quát ❑ Các loại bia có đặc tính chất lượng riêng, sử dụng các loại nguyên liệu có chất lượng tương ứng. Để đảm bảo yêu cầu này, biện pháp thường dùng là pha trộn các loại malt với các chỉ số chất lượng và đặc tính công nghệ khác nhau ❑ Trong kỹ thuật pha trộn nguyên liệu, vấn đề mấu chốt là tính được tỷ lệ khối lượng các cấu tử pha trộn tham gia. Muốn thế phải biết yêu cầu chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm và chỉ tiêu tương của các cấu tử pha trộn. Công cụ để giải bài toán này là xây dựng quy hoạch tuyến tính, hàm mục tiêu là giá thành sản phẩm thấp nhất hoặc lượng nguyên liệu pha trộn ít nhất 59
  60. Khái quát ❑Các điều kiện biên của quy hoạch là giới hạn các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm cần nhận được sau khi pha trộn ❑Sau khi tính toán khối lượng các loại malt cần pha trộn, phải làm sạch và đánh bóng malt 60
  61. Nghiền malt ❑Mục đích nghiền malt là đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa, các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn ❑Có 3 cách tiến hành nghiền: nghiền khô, nghiền có phun ẩm vào hạt và nghiền nước 61
  62. Nghiền malt ❑Nghiền khô o Thành phần chủ yếu của hạt malt là vỏ và nội nhũ, chúng khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hóa học, chức năng và vai trò trong công nghệ sản xuất dịch đường. Vỏ hạt chủ yếu là xelluloza và linhin, các hợp chất polyphenol và chất khoáng, một ít pentoza, chất màu và chất đắng. Xelluloza và linhin là những hợp chất không tan trong nước, không thay đổi cấu trúc dưới tác dụng của enzym trong malt. Những phần còn lại của vỏ ở mức độ ít nhiều chúng hòa tan vào nước đi vào thành phần của dịch đường, các chất này là dấu hiệu bất lợi làm bia có vị đắng và chát khó chịu. 62
  63. Nghiền malt ❑Nghiền khô o Nếu vỏ nghiền càng nhỏ chất đắng và chất chát càng dễ hòa tan vào dịch đường nên xu thế qua trình nghiền là bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu o Sau khi đường hoa dịch đường phải qua khâu lọc để tách bã khỏi chúng, vỏ hạt có vai trò quan trọng làm lớp màng lọc lấp đầy khoảng trống giữa các lớp vỏ trấu là các hạt tấm chưa đường hóa hết, bùn từ cháo, protein kết tủa, phức chất polyphenol nhờ vỏ trấu lớp lọc kết cấu chắc vẫn đảm bảo độ xốp để tạo thành các ống mao quản đi theo đường ziczac. 63
  64. Nghiền malt ❑Nghiền khô o Dịch đường ở phía trên sẽ chảy theo đường ziczac này qua lớp lọc đạt đến độ trong cần thiết. Nếu các cấu tử của vỏ quá bé thì độ dài đường ziczac sẽ ngắn, khả năng lọc trong sẽ kém, các ống dẫn dễ bị tắc, làm hiệu quả quá trình bị kém o Ảnh hưởng của mức độ nghiền malt đến thể tích bột nghiền và thể tích khối bã Thể tích bột nghiền và bã từ 100kg (0,18m3) malt, m3 Mức độ nghiền Bột nghiền Bã Nghiền thô (20-25% bột) 0,28 0,20 Nghiền mịn (50-60% bột) 0,21 0,13 Nghiền rất mịn (80-90% bột) 0,2 0,10 64
  65. Nghiền malt ❑Nghiền khô o Mức độ nghiền thích hợp phụ thuộc cấu trúc của malt và phụ thuộc vào thiết bị, phương pháp lọc bã o Thiết bị nghiền malt khô ▪ Malt sau khi nghiền là bột nghiền gồm vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt, tấm lớn, tấm bé và bột. Tấm bé phân thành 2 loại, bột được phân thành bột thô, bột mịn ▪ Thông thường người ta dùng 5 loại rây có kích thước lỗ là: 1,27; 1,01; 0,547; 0,253 và 0,152. Trên 1cm2 rây số lỗ tương ứng là: 36, 64, 196, 961 và 2704 ▪ Nhiều nhà máy chỉ phân bột nghiền thành 4 loại: vỏ, tấm lớn, tấm bé và bột, chỉ dùng 3 loại sàng có lỗ tương ứng là: 2,2; 1,0 và 0,56 65
  66. Nghiền malt ❑Nghiền khô o Thiết bị nghiền malt khô ▪ Để đảm bảo độ nghiền, tỷ lệ thích hợp giữa các pha cơ học người ta dùng máy nghiền có 2, 3, 4, 5 hoặc 6 rulô gọi là máy nghiền 2 trục, 3 trục, Chiều dài rulô từ 350 -1200mm, đường ính từ 200-300mm chuyển động ngược chiều, tốc độ khác nhau (để tạo lực xé), thường 250-300 vòng/phút, khoảng cách 2 rulô 0,0-2,5mm chính xác đến 0,03mm. 66
  67. Nghiền malt ❑Nghiền ẩm o Malt trước khi vào máy nghiền được phun ẩm thêm 2% bằng nước nóng hoặc hơi nước (nhỏ hơn 105oC) o Mục đích là làm cho vỏ ẩm để bỏa toàn trạng thái sau khi nghiền, làm trương nở các sợi dây keo của nội nhũ o Thiết bị nghiền malt ẩm giống như nghiền malt khô. o Yêu cầu về mặt kỹ thuật: ▪ Máy nghiền phải đặt chính xác theo phương ngang, lắp cân đối không bị lắc ▪ Các bộ phận phải phù hợp, đồng bộ với hệ thống lọc ▪ Theo định kỳ phải kiểm tra độ song song của các rulô và xác định thành phần cơ học của bột nghiền bằng hệ thống rây (nửa tháng hoặc 1 tháng) 67
  68. Nghiền malt ❑Nghiền ẩm o Yêu cầu về mặt kỹ thuật: ▪ Trước lúc nghiền phải làm sạch và phân loại kích cỡ hạt malt ▪ Không được đem nghiền một lúc các lô hạt có kích thước khác nhau, nhất là nghiền ẩm ▪ Thường xuyên kiểm tra độ linh động của các sàng ở các khớp nối, sau ca làm việc phải làm vệ sinh cẩn thận ▪ Định kỳ hàng quý phải bảo dưỡng thiết bị, sửa chữa hoặc thay thế phụ tùng và linh kiện 68
  69. Nghiền malt ❑Đặc điểm bột nghiền của malt: o Chất lượng bột nghiền được kiểm tra thường xuyên bằng cách phân tích mẫu trung bình, mỗi mẫu cần đánh giá: ▪ Xem tất cả các hạt đã bị nghiền hết chưa ▪ Trạng thái cơ học của vỏ ▪ Phân tích lượng bột mịn có trong bột nghiền ▪ Đánh giá về trạng thái của bột nghiền o Mức độ nghiền hay độ lớn bột nghiền được đánh giá theo trọng lượng hectolit hoặc theo thể tích mà 100kg bột nghiền chiếm giữ 69
  70. Nghiền malt ❑Đặc điểm bột nghiền của malt: ▪ Mức độ nghiền trung bình: 38-44kg/hl (có 15-20% là bột) ▪ Mức độ nghiền mịn: 44-50kg/hl ▪ 100kg bột nghiền khô có thể tích 280l, nghiền mịn 240l hoặc thấp hơn o Thành phần cơ học của bột nghiền phải phù hợp với tính năng của thiết bị lọc: thời gian lọc ngắn, hiệu suất và chất lượng lọc phải cao 70
  71. Nghiền gạo ❑Thiết bị thường dùng là máy nghiền búa gồm sàng phân loại, roto quay có lắp nhiều đĩa, trên đĩa gắn nhiều lưỡi dao bằng thép (búa) ❑Roto quay 2940 vòng/phút, các lưỡi dao chém hạt nát vụn, sàng phân loại có kích thước lưỡi sàng theo yêu cầu công nghệ ❑Có thể dùng máy nghiền trục nhưng rulô phải gia công phù hợp 71
  72. PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA A- SẢN XUẤT DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA Chương 6: ĐƯỜNG HÓA NGUYÊN LIỆU 72
  73. Khái quát ❑Nguyên liệu sau khi nghiền được trộn với nước trong hệ thống thiết bị đường hóa. Lượng nước phối trộn phụ thuộc vào chuẩn loại bia và đặc tính kỹ thuật của thiết bị. ❑Trong môi trường giàu nước, các hợp chất thấp phân tử có sẵn trong nguyên liệu sẽ hòa tan vào nước thành chất chiết của dịch đường, các hợp phần cao phân tử sẽ bị tác động bởi các nhóm enzym khi nâng nhiệt độ đến các điểm thích hợp để phân cắt thành các sản phẩm thấp phân tử hòa tan vào nước thành chất chiết của dịch đường. 73
  74. Khái quát ❑Thực chất của quá trình ở giai đoạn này là sự thủy phân các chất cao phân tử do xúc tác của enzym ❑Trong thành phần sản phẩm thủy phân nhiều nhất là đường và dextrin nên người ta gọi giai đoạn này đơn giản là quá trình đường hóa ❑Những quá trình enzym quan trọng nhất là sự thủy phân tinh bột, protein và các hợp chất chứa photpho 74
  75. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Mục đích để phân cắt amyloza, amylopectin và dextrin bậc cao thành đường đơn giản, dextrin bậc thấp dễ hòa tan vào nước thành chất hòa tan của dịch đường. Trong phản ứng này tinh bột là cơ chất, chất xúc tác là nhóm enzym amylaza có sẵn trong malt. Khi sử dụng gạo với khối lượng lớn, để thu nhận lượng chất hòa tan cao, phải bổ sung chế phẩm enzym từ vi sinh vật như α-, β-amylaza và một số enzym khác trong malt đại mạch không có 75
  76. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Cơ chế phản ứng thủy phân không phụ thuộc nguồn gốc xúc tác khi mối liên kết α 1,4 và α 1,6-glucozid bị phân cắt thì tại các điểm đó được liên kết với các ion của nước ❑Thủy phân tinh bột trong môi trường giàu nước bởi enzym amyloza các chất xúc tác bẻ gãy mối liên kết glucozid giữa nguyên tử cacbon số 1 (C1) với nguyên tử oxy. Ở mạch amyloza khi mối liên kết α 1,4-glucozid bị phân cắt thì nhóm hydroxyl (OH-) của nước sẽ liên + kết với nguyên tử C1 ở bên trái, còn cation hydro (H ) liên kết với nguyên tử C4 bên phải 76
  77. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Với mạch amylopectin, khi liên kết α 1,6-glucozid bị - + phân cắt thì nhóm OH sẽ liên kết với C1, còn H sẽ - liên kết với O ở nguyên tử C6. ❑Phương trình tổng quát (C6H10O5)n + nH2O = nC6H12O6 ❑Lượng glucoza thu hồi theo lý thuyết từ phản ứng thủy phân tinh bột bằng 111,11% lượng cơ chất tham gia ở đầu vào. ❑Thực tế sản phẩm thủy phân được tính theo lượng đường maltoza, cân bằng được tính như sau: (C6H10O5)n + 0,5nH2O = 0,5nC12H22O11 77
  78. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Sản phẩm thủy phân từ tinh bột: o Sản phẩm chính của quá trình này là đường maltoza, dextrin và một lượng đáng kể lượng glucoza o Sự phân cắt tinh bột thành các sản phẩm thấp phân tử là kết quả tác động của nhóm enzym amylaza gồm α-, β- amylaza và amylophotphataza o Sự tác động độc lập của α-amylaza lên tinh bột: ▪ α-amylaza bẻ gãy các mối liên kết α 1,4-glucozid sau thời gian ngắn toàn bộ mạch amyloza và mạch chính của amylopectin bị cắt nhỏ thành mảnh, có 5 hoặc 6 gốc glucozid. Nhờ quá trình này độ nhớt của dịch cháo giảm đi nhanh chóng, màu xanh với iot cũng mất 78
  79. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Sản phẩm thủy phân từ tinh bột: o Sự tác động độc lập của α-amylaza lên tinh bột: ▪ Giai đoạn tiếp quá trình thủy phân là α-amylaza cắt cục bộ các mảng dextrin thành sản phẩm cuối cùng như glucoza, maltoza và dextrin thấp phân tử. ▪ Dưới tác dụng riêng của α-amylaza tinh bột bị phân cắt chủ yếu là dextrin, một ít glucoza và maltoza o Sự tác động độc lập của β-amylaza lên tinh bột: ▪ Enzym amylaza cắt 2 gốc glucozid trên toàn mạch của amyloza và mạch chính của amylopectin để tạo thành đường maltoza. Enzym này không vượt qua liên kết α 1,6- glucozid, chúng dừng tác động trước điểm rẽ của mạch nhánh của amylopectin 79
  80. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Sản phẩm thủy phân từ tinh bột: o Sự tác động độc lập của β-amylaza lên tinh bột: ▪ Tác động của enzym này lên mạch amyloza từ phía cực kín, còn trên mạch amylopectin từ phía ngoài mạch nhánh đi vào. Sản phẩm tạo thành là đường maltoza o Sự tác động đồng thời của α- và β-amylaza lên tinh bột ▪ 2 enzym cùng phân cắt một mảng cơ chất ở vị trí liên kết khác nhau, sản phẩm phân cắt của enzym này là cơ chất của enzym kia. Sự tác động của các enzym lên cơ chất đem lại hiệu quả cao hơn so với tác động riêng lẻ 80
  81. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Sản phẩm thủy phân từ tinh bột: o Sự tác động của amylophotphataza lên tinh bột ▪ Enzym này tham gia vào quá trình thủy phân với chức năng làm quá trình hồ hóa dễ hơn. Nó cắt phân tử axit photphoric khỏi mạch amylopectin. Quá trình đường hóa không những bị thủy phân mà còn bị tác động bởi quá trình photphoryl hóa dưới tác dụng của enzym photphorylaza tạo ra glucoza -1-photphat và qua biến đổi sẽ thu được sản phẩm cuối cùng là fructoza và saccharoza ▪ Phản ứng đặc trưng nhất đánh giá mức độ thủy phân tinh bột là thay đổi màu của iot: amyloza làm iot ngả màu xanh, amylopectin làm iot ngả màu tím 81
  82. Thủy phân tinh bột bởi enzym ❑Sản phẩm thủy phân từ tinh bột: o Sự tác động của amylophotphataza lên tinh bột ▪ Sự chuyển màu của các sản phẩm thủy phân phụ thuộc vào độ lớn của mạch cacbon (tức là phụ thuộc vào phân tử lượng của chúng) ▪ Dextrin là hợp phần quan trọng của sản phẩm thủy phân tinh bột. Các loại dextrin có tính chất rất khác nhau và có vai trò, ý nghĩa khác nhau trong công nghệ sản xuất bia. ▪ Có 4 loại dextrin: maltodextrin, acrodextrin, eritodextrin và amylodextrin 82
  83. Động học quá trình thủy phân ❑Phản ứng thủy phân: o Sơ đồ chung của phản ứng thủy phân bởi enzym: A – B + H2O hydrolaza AH + BOH Cơ chất + H2O enzym Sản phâme 83
  84. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nồng độ enzym ▪ Cường độ các quá trình enzym khác nhau phụ thuộc nhiều vào khối lượng enzym hoạt tính và điều kiện xảy ra phản ứng ▪ Hợp phần của chất chiết có những tính chất khác nhau nên khi chúng có sự thay đổi về tương quan khối lượng dẫn đến thay đổi tính chất của dịch đường – yếu tố quyết định để sản xuất loại bia này hay bia khác 84
  85. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Nhiệt độ thủy phân là yếu tố quyết định cường độ và chiều hướng tiến triển của các quá trình enzym ▪ Mối liên quan giữa hằng số tốc độ phản ứng và nhiệt độ được thể hiện qua phương trình Arrhenius: ▪ K – hằng số tốc độ phản ứng ▪ R – hằng số khí (R=8,314kJ/(kmol.K)) ▪ T – nhiệt độ tuyệt đối (K) ▪ μ – năng lượng hoạt hóa (kJ/kmol) 85
  86. Động học quá trình thủy phân ❑ Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Điều chỉnh nhiệt độ để điều hòa phản ứng là giải pháp hữu hiệu nhất để định hướng tiến triển của quá trình enzym khi tiến hành quá trình đường hóa nguyên liệu ▪ Thành phần của dịch đường gồm các chỉ số:  Hàm lượng đường  Hàm lượng dextrin  Tỷ số đường malto/dextrin  Hàm lượng đường có khả năng lên men  Hàm lượng đạm tổng  Hàm lượng đạm amin  Hàm lượng đạm hòa tan  Hàm lượng đạm khả kết 86
  87. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Việc điều chỉnh các chỉ số trên có thể thực hiện được thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ dịch cháo cho phù hợp với nhiệt độ tối ưu của từng enzym riêng biệt. Khi đạt đến nhiệt độ tối ưu phải duy trì ở đó một thời gian để enzym thực hiện quá trình xúc tác thủy phân. Như vậy quá trình mới triệt để, hiệu suất thu hồi chất chiết mới cao. ▪ Ví dụ:  Vùng tối ưu của proteaza: 48-52oC, dừng 1-20 phút  Vùng tối ưu của β-amylaza: 60-63oC, dừng 25-40 phút 87
  88. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Ví dụ:  Vùng tối ưu của α-amylaza: 70-75oC, dừng 5-30 phút  Vùng tối ưu amylophotphataza: 70oC ▪ Đường hóa ở 60-63oC tạo ưu thế hình thành maltoza, còn 70-75oC là ưu thế của dextrin 88
  89. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ đường hóa đến hàm lượng đường và dextrin tạo thành như sau: Nhiệt độ Thành phần chất chiết, % tổng gluxit Tỷ số đường Đường (theo Dextrin đường/dextrin hóa, oC maltoza) 62,5 78,64 21,36 1/0,27 65,0 70,28 29,72 1/0,42 70,9 62,72 37,28 1/0,59 75,0 59,93 40,07 1/0,67 89
  90. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nhiệt độ ▪ Vùng nhiệt độ tối ưu cho các nhóm amylaza là 60-70oC, tuy nhiên nhiệt độ tối ưu của chúng còn phụ thuộc vào pH của môi trường. Nếu pH=5 vùng nhiệt độ tối ưu là 55-60oC, nếu pH=5,5 vùng nhiệt độ tối ưu là 60-63oC, nếu pH=6 vùng nhiệt độ tối ưu là 65-70oC ▪ Ngoài ra sự hồ hóa của tinh bột cũng ảnh hưởng đến tốc độ đường hóa. Tinh bột qua hồ hóa đường hóa dễ dàng và triệt để hơn. Dựa trên điều này, người ta phát minh ra cách đường hóa đun sôi từng phần của dịch cháo. 90
  91. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của pH ▪ Độ chua tác dụng của dịch cháo malt là thấp hơn ( pH cao hơn) độ chua tối ưu của các enzym, nó dao động trong khoảng pH=6,0-6,5. Nếu trong quá trình sản xuất ta lại sử dụng nước cứng cacbonat thì độ chua tác dụng của dịch cháo lại còn giảm nữa. ▪ Độ chua tác dụng của môi trường thấp sẽ gây ảnh hưởng bất lợi cho tiến trình phản ứng enzym, mà kết quả dẫn đến là cơ chất bị phân cắt không triệt để, hiệu suất thu hồi chất hòa tan thấp, khó lọc bã, dịch đường đục, bia thành phẩm có độ bền keo kém, hương và vị không hài hòa, không đặc trưng 91
  92. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của pH ▪ Để khắc phục, người ta dùng các biện pháp nhân tạo:  Phải làm mềm nước trước lúc sử dụng  Tăng độ chua của dịch cháo bằng cách bổ sung axit lactic hoặc CaCl2 hoặc CaSO4 ▪ Độ chua tác dụng tối ưu cho hoạt động của α-amylaza trong điều kiện đường hóa là ở pH=5,5-5,8, cho β-amylaza là ở pH=4,8-5, còn cho amylophosphataza là ở pH=5,5-5,7. Độ chua tác dụng tối ưu cho cả nhóm amylaza là ở pH khoảng 5,4-5,6. 92
  93. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của pH ▪ Nếu pH dưới 2,8 hoặc cao hơn 8,0 thì sẽ xảy ra quá trình ức chế không thuận nghịch, nghĩa là enzym dần dần bị tê liệt đến vô hoạt, phân tử của chúng bị biến dạng ▪ Điểm pH tối ưu của amylaza phụ thuộc rất nhiều yếu tố, mạnh nhất là nhiệt độ môi trường. Khi tăng nhiệt độ của dịch cháo thì pH tối ưu của enzym cũng tăng theo. ▪ Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng khi pH của dịch cháo giảm từ 6 xuống 5,2 thì hàm lượng đường maltoza trong chất chiết sẽ tăng lên 6%, còn hàm lượng dextrin hiển nhiên là phải giảm 93
  94. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của pH ▪ Sự phụ thuộc giữa pH môi trường với thời gian và hiệu suất đường hóa được cho trong bảng sau: Thời gian đường hóa, Hiệu suất đường hóa, pH ph % theo chất khô 6,4 25 76,89 5,6 15 78,21 5,3 15 78,86 5,1 35 79,41 4,8 40 79,06 94
  95. Động học quá trình thủy phân ❑Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân và cơ cấu của sản phẩm: o Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất ▪ Nồng độ cơ chất ảnh hưởng khá mạnh đến khối lượng và chất lượng của các sản phẩm thủy phân do sự phân cắt của nhóm enzym amylaza. ▪ Nếu dịch cháo càng loãng, lượng đượng tạo ra theo tỷ lệ cơ chất càng nhiều ▪ Muốn làm tăng hiệu suất đường hóa thì biện pháp rẻ tiền nhất là dùng lượng nước phối trộn nhiều hơn ▪ Nồng độ cơ chất là yếu tố chi phối khá mạnh đến tỷ lệ các cấu tử sản phẩm tạo thành từ sự thủy phân protein, mà quan trọng nhất là tỷ số giữa pha thấp phân tử và pha có phân tử lượng trung bình 95
  96. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ trong thành phần chất hòa tan của dịch đường chỉ chiếm khoảng 5-7% (so với tổng số chất hòa tan) nhưng chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tiến trình lên men và định hình khung chất lượng của bia thành phẩm o Pha sản phẩm thấp phân tử (axit amin và peptid) là nguồn dinh dưỡng nitơ cho nấm men, pha có phân tử lượng trung bình (albumoza, pepton va polypeptid) góp phần không nhỏ cho việc tạo vị đậm đà, tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt cho bia 96
  97. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Mỗi loại bia đều có yêu cầu riêng về tỷ lệ giữa pha thấp phân tử và phân tử lượng trung bình. Về cơ cấu thành phần của sản phẩm thủy phân protein, nói chung là được định đoạt ở giai đoạn đường hóa o Đặc điểm của liên kết peptid trong phân tử protein ▪ Protein là những hợp chất cao phân tử, được tạo ra nhiều loại axit amin ▪ Axit amin là những hợp chất hữu cơ mạch thẳng hoặc mạch vòng mà trong phân tử có chứa ít nhất một nhóm amin (- NH2) và một nhóm cacboxyl (-COOH) 97
  98. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Đặc điểm của liên kết peptid trong phân tử protein ▪ Protein có nhiều tính chất và khả năng hết sức kỳ diệu, tồn tại dưới 4 dạng cấu trúc rất đặc biệt, trong đó cấu trúc bậc 1 là cấu trúc phổ biến và quan trọng hơn cả o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Phản ứng thủy phân protein bởi enzym thực tế đã xảy ra ở giai đoạn ươm mầm của đại mạch ▪ Thủy phân protein ở giai đoạn đường hóa với giai đoạn ươm mầm là ở thành phần của sản phẩm tạo thành. 98
  99. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Ở giai đoạn ươm mầm, sản phẩm tạo ra chủ yếu là giai đoạn thấp phân tử, ở giai đoạn đường hóa có mức độ thô hơn, chủ yếu là thuộc pha phân tử lượng trung bình (albumoza, pepton và peptid bậc cao) ▪ Một phần trong sô các sản phẩm thủy phân đã hòa tan vào dịch đường, sẽ bị biến tính và kết tủa ngay ở giai đoạn đường hóa, một phần nữa sẽ bị biến tính và kết tủa ở quá trình tiếp theo là đun sôi dịch đường với hoa houblon 99
  100. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Có ý nghĩa đối với chất lượng của bia là phần chứa nitơ còn tồn tại lại ở trong dịch đường sau hai quá trình đó. Những phần còn lại này gọi là các sản phẩm bền nhiệt của protein. ▪ Trong hợp phần này vẫn còn hai loại sản phẩm:  Loại thứ nhất là không bao giờ kết lắng, tức là chúng tạo thành dung dịch bền vững  Loại thứ hai tuy trước mắt nó chưa kết lắng nhưng ở một điều kiện nào đó, nó sẽ kết lắng và đây chính là nguyên nhân gây đục cho dịch đường và bia 100
  101. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Loại sản phẩm thứ hai trong thuật ngữ chuyên môn gọi là đạm có khả năng kết lắng. Xu thế trong sản xuất là loại bỏ ra khỏi dịch đường nhiều đạm khả kết bao nhiêu tốt bấy nhiêu. ▪ Nhưng trong điều kiện sản xuất việc loại trừ hoàn toàn chúng là điều không thể làm được ▪ Ở giai đoạn đường hóa, cả protein (protit đơn giản) lẫn proteid (protit phức tạp) đều chịu tác động phân cắt của proteaza nhưng có ý nghĩa hơn cả trong công nghệ sản xuất bia là quá trình thủy phân của cấu tử thứ nhất 101
  102. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Tham gia thủy phân protein ở giai đoạn đường hóa có 2 loại enzym: exopeptidaza và endopeptidaza ▪ Endopeptidaza là enzym bền nhiệt. Đây là điểm khác nhau quan trọng giữa nó và nhóm enzym exopeptidaza  Ở nhiệt độ 50oC dưới tác dụng của enzym này, sản phẩm tạo thành từ sự thủy phân protein chủ yếu là các pha thấp phân tử như peptid và polypeptid, còn ở nhiệt độ 60oC thì sản phẩm tạo ra chủ yếu là thuộc nhóm albumoza (phân tử lượng trung bình)  Exopeptidaza gọi là peptidaza, phân cắt polypeptid thành dipeptid, và sau đó thành axit amin 102
  103. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Hệ enzym và đặc điểm của quá trình thủy phân protein ▪ Nét đặc trưng quan trọng của nhóm enzym exopeptidaza là chúng thể hiện tính đặc hiệu rất cao đối với cơ chất. ▪ Enzym exopeptidaza bao gồm các enzym: aminopeptidaza và cacboxypeptidaza. ▪ Hoạt lực của enzym thứ nhất chỉ thể hiện khi trong phân tử của cơ chất có chứa nhóm –NH2 tự do hoặc nhóm –COOH, còn đối với enzym thứ hai – chỉ khi có nhóm –COOH tự do ▪ Tất cả các enzym trong nhóm exopeptidaza đề thể hiện hoạt tính tối đa ở pH = 7-8 và nhiệt độ 40-42oC, yếu dần khi nhiệt độ tăng đến 50oC, còn ở 60oC thì phân tử của chúng biến tính phi thuận nghịch ▪ Trong sản xuất bia thường pha trộn bột nghiền với nước ở nhiệt độ 40-42oC để cho peptidaza phân cắt protein 103
  104. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Là tỷ lệ về khối lượng giữa các pha sản phẩm: thấp phân tử, phân tử lượng trung bình và cao phân tử. Mỗi một loại bia cụ thể yêu cầu tỷ số này phải nằm trong một phạm vi xác định. Tác nhân để tạo ra tỷ số này là hệ enzym, vì vậy các yếu tố gây ảnh hưởng đến sự hoạt động của enzym cũng chính là những yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm, đó là nhiệt độ, pH của môi trường và thời gian đường hóa 104
  105. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH của dịch cháo đến các sản phẩm tạo thành chứa nitơ Sự gia tăng hàm lượng nitơ trong giai đoạn đường hóa, mg/100g chất khô của malt pH Nhiệt độ, oC Nitơ hòa tan Nitơ kết tủa với Nitơ amin bền vững MgSO4 6,5 40 97 30 11 50 114 41 14 60 140 41 36 6,0 40 151 55 13 50 203 60 24 60 220 56 49 105
  106. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH của dịch cháo đến các sản phẩm tạo thành chứa nitơ Sự gia tăng hàm lượng nitơ trong giai đoạn đường hóa, mg/100g chất khô của malt pH Nhiệt độ, oC Nitơ hòa tan Nitơ kết tủa với Nitơ amin bền vững MgSO4 5,5 40 220 71 19 50 298 90 33 60 323 85 62 5,0 40 278 84 23 50 370 110 40 60 386 103 63 106
  107. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑ Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đường hóa đến hàm lượng các pha sản phẩm chứa nitơ Nhiệt Hàm lượng nitơ, mg/100g chất chiết của dịch đường độ Tổng lượng nitơn hòa tan Nitơ hòa tan bền vững Đạm formol dịch cháo, Thời gian đường hóa, h o C 1/4 2 3 1/4 2 3 1/4 2 3 0 - 437 - - 292 - - 128 - 40 293 615 642 345 452 481 143 191 203 50 528 661 681 383 503 532 146 207 221 55 547 645 664 406 519 544 159 201 213 60 535 618 625 423 516 533 162 194 203 65 517 568 572 420 490 499 166 180 183 107 70 481 519 518 413 452 463 154 164 164
  108. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Ta có nhận xét là nhiệt độ tối ưu cho sự tích lũy đạm tổng là từ 50-55oC, còn đối với đạm amin là 45-46oC. ▪ Thời gian đường hóa có hiệu quả nhất là trong 2h, vượt quá giới hạn này, sự tích lũy sản phẩm có tăng nhưng không đáng kể. Dừng 15-30ph ở nhiệt độ 50-52oC và 1-1,5h ở nhiệt độ 60-65oC, trùng với nhiệt độ tối ưu của β-amylaza. Trong thực tế chẳng ai dừng ở nhiệt độ đó lâu đến vậy 108
  109. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Tinh bột bị thủy phân nhiều nhất và tạo thành nhiều chất chiết nhất là ở nhiệt độ 65-68oC ▪ Hàm lượng đường khử được tạo thành nhiều nhất ở nhiệt độ 60-62oC ▪ Hàm lượng đường có khả năng lên men tạo thành nhiều nhất ở nhiệt độ 65oC ▪ Hàm lượng đạm hòa tan bền vững tạo thành nhiều nhất ở 50-55oC ▪ Hàm lượng đạm formol tạo thành nhiều nhất ở nhiệt độ 50- 55oC 109
  110. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Thủy phân protein o Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm thủy phân protein ▪ Hàm lượng các hợp chất cao phân tử chứa nitơ tạo thành nhiều nhất ở nhiệt độ 55-60oC ▪ Tính đệm của dịch đường bền vững nhất ở nhiệt độ 50-60oC ▪ Ở pH=5, hàm lượng chất chiết tạo thành nhiều nhất ▪ Ở pH=5,5, hàm lượng maltoza tạo thành nhiều nhất. Ở pH này tốc độ lọc bã malt cũng lớn nhất ▪ Ở pH=5,75, dịch cháo được đường hóa nhanh nhất 110
  111. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Các quá trình enzym khác o Thủy phân fitin ▪ Giai đoạn đường hóa, quá trình này mới xảy ra với tốc độ tối đa dưới sự xúc tác của enzym fitaza. Chứ năng của fitaza là xúc tác phân cắt axit phosphoric khỏi phân tử amylopectin. Nhiệt độ tối ưu của enzym này là 45-50oC, còn pH là 5,2-5,3 111
  112. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Các quá trình enzym khác o Thủy phân fitin ▪ Ảnh hưởng của trường độ “nghỉ” ở 50oC đến sự thủy phân của fitin và sự tạo thành lượng phospho vô cơ P O vô cơ Fitin – P O Trường độ “nghỉ” ở 50oC, ph 2 5 2 5 % của P2O5 tổng số 10 77,2 22,8 20 83,2 16,8 30 88,0 12,0 40 92,1 7,9 ▪ Sự giải phóng axit phosphoric có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất dịch đường gia tăng hiệu suất đường hóa 112
  113. Thủy phân protein và các hợp chất khác ❑Các quá trình enzym khác o Thủy phân hemixelluloza ▪ Mang 2 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 ▪ Tham gia thủy phân hemixelluloza là nhóm enzym sitaza. Nhiệt độ tối ưu của chúng là 45oC, còn pH là 5,0 113
  114. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Sự biến tính và kết lắng là những thuộc tính của protein khi chúng bị tác động những yếu tố ngoại cảnh là nhiệt độ cao của môi trường. Đây là những quá trình có lợi cho công nghệ sản xuất bia vì khi protein đã bị biến tính và kết lắng thì chúng sẽ được loại ra khỏi dịch đường, sẽ làm tăng độ bền keo của bia, giảm được khả năng gây đục 114
  115. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Tính chất lưỡng tính của axit amin và protein ▪ Axit amin và protein có tính chất lưỡng tính:  Tính axit: có khả năng cho proton  Tính bazơ: khả năng nhận proton, kết hợp với axit để tạo thành muối ▪ Phân tử axit amin đồng thời có cả nhóm (-NH2) và nhóm (- COOH). Trong dung dịch, ở pH trung tính, axit amin tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực. Ở dạng iong lưỡng cực, nhóm cacboxyl bị phân ly, nhóm amin bị proton hóa ▪ Ở pH nào đó, axit amin không di động trong điện trường gọi là pH đẳng điện (hay còn gọi là điểm đẳng điện), kí hiệu là pHi. 115
  116. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Tính chất lưỡng tính của axit amin và protein ▪ Ở pH=pHi, protein dễ dạng kết tụ lại với nhau. Các loại protein khác nhau có điểm đẳng điện khác nhau. Lợi dụng tính chất này, bằng cách cho thay đổi pH của môi trường, ta có thể tách riêng các loại protein trong một hỗn hợp o Tính chất keo của dung dịch protein – cơ chế kết tủa ▪ Khi hòa tan, protein tạo thành dung dịch keo 116
  117. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Tính chất keo của dung dịch protein – cơ chế kết tủa ▪ Sau khi protein bị kết tủa, nếu ta loại bỏ được các yếu tố gây kết tủa thì dung dịch keo của nó có hai khả năng:  Sẽ trở lại trạng thái ban đầu như lúc chưa có sự kết tủa, trường hợp này gọi là kết tủa thuận nghịch  Mất khả năng trở lại trạng thái ban đầu, sự cân bằng của hệ thống hoàn toàn bị phá vỡ, trường hợp này gọi là kết tủa không thuận nghịch ▪ Trong công nghệ sản xuất bia, vì protein có khả năng kết tủa, bất luận là thuận nghịch hay không thuận nghịch cũng cần phải loại bỏ ngay và loại bỏ triệt để 117
  118. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Tính chất keo của dung dịch protein – cơ chế kết tủa ▪ Nhiệt độ càng cao, trường độ càng dài, pH càng gần điểm đẳng điện thì lượng protein kết tủa càng nhiều và càng nhanh. ▪ Qua thực nghiệm đã chứng tỏ rằng: đun sôi dịch cháo trong 30ph ở nhiệt độ 100oC, lượng nitơ khả kết còn lại trong dịch đường 10% là 8mg/100ml. Nhưng đun sôi ở 108oC (nước + NaCl) thì lượng nitơ khả kết còn lại là 6,62 mg/100ml, òn ở o nhiệt độ 116 C (cước + CaCl2) – 6,39mg/100ml ▪ Lượng nitơ khả kết còn lại trong dịch đường càng ít thì chứng tỏ lượng protein đã kết tủa và loại ra ngoài càng nhiều 118
  119. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Tính chất keo của dung dịch protein – cơ chế kết tủa ▪ Ở một thí nghiện khác, đun nóng ở 100oC nhưng thời gian đun là 15ph, 30ph và 60ph, lượng đạm khả kết còn lại trong dịch đường ở các mẫu tương ứng là 7,6; 6,5; 4,71mg/100ml ▪ Quá trình kết lắng protein xảy ra một cach tốt đẹp nhất là ở pH=5,2-5,5 119
  120. Các quá trình phi enzym ❑Sự kết lắng và biến tính protein o Sự biến tính của protein ▪ Sự biến tính lại một đặc tính khác của protein ▪ 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 axit amin thì cũng bị kết tụ theo, tạo nên sự hao phí protein 120
  121. Các quá trình phi enzym ❑Sự tạo thành melanoid o Phản ứng tạo melanoid (hay còn gọi là phản ứng ozamin, phản ứng cacbonylamin hay phản ứng aminoza) là phản ứng có vai trò đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia o Ảnh hưởng của axit amin và đường ▪ Cường độ sẫm màu của phản ứng phụ thuộc vào bản chát của axit amin, thành phần và bản chất của loại đường tham gia phản ứng ▪ Một phần axit amin tiêu tốn cho sự tân tạo aldehid và thoát ra NH3 121
  122. Các quá trình phi enzym ❑Sự tạo thành melanoid o Ảnh hưởng của axit amin và đường ▪ Amoniac tương tác với đường và tạo ra melanoid ▪ Cường độ của phản ứng tạo melanoid cũng phụ thuộc vào bản chất của đường khử ▪ Cường độ của phản ứng tạo melanoid còn phụ thuộc vào nồng độ đường o Ảnh hưởng của nước ▪ Để phản ứng tạo melanoid tiến hành cực đại thì xung quanh mỗi phân tử protein phải tạo nên lớp đơn phân glucoza 122
  123. Các quá trình phi enzym ❑Sự tạo thành melanoid o Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH của môi trường ▪ Nhiệt độ càng tăng, tốc độ phản ứng càng mạnh. Ví dụ: ở 95-100oC melanoid tạo thành có mùi và vị hài hòa nhất, khi nhiệt độ trên 190oC melanoid tạo thành có vị đắng khó chịu ▪ Tác nhân kìm hãm và tác nhân tăng cường phản ứng  Tất cả các hợp chất phản ứng được với nhóm cacbonyl đều là những chất kìm hãm quá trình tạo melanoid  Các chất tăng tốc phản ứng melanoid có axit lactic và phosphat 123
  124. Các quá trình phi enzym ❑Hòa tan các thành phần chất của malt o Trong vỏ malt chứa khá nhiều hợp chất polyphenol, chất chát và chất đắng o Sự hòa tan các hợp chất này vào dịch đường là một dấu hiệu bất lợi. Sự oxy hóa các hợp chất này là nguyên nhân làm tăng cường độ màu của dịch đường. o Quá trình hòa tan polyphenol, chất chát và chất đắng phụ thuộc vào nhiệt độ, pH của môi trường và thời gian đun nấu 124
  125. Các quá trình phi enzym ❑Hòa tan các thành phần chất của malt o Nhiệt độ càng cao, pH càng cao và thời gian đun nấu càng dài thì lượng hòa tan càng lớn. Hiện tượng này đặc biệt nguy hiểm khi ta sử dụng nước có độ cứng cacbonat cao để đường hóa nguyên liệu. Biện pháp hữu hiệu nhất là bổ sung axit lactic hoặc CaSO4 o Không phải tất cả các cấu tử hòa tan đều tốt – theo quan điểm của người sản xuất bia, mà vẫn có những cấu tử có hại, ví dụ, axit béo bậc cao, chất chát, chất đắng, Việc khống chế chất nào, kích thích chất nào hòa tan vào dịch đường là công việc quan trọng của các nhà công nghệ học 125
  126. Các quá trình phi enzym ❑Phản ứng giữa muối của nước và phosphat của cháo malt o Khi bắt đầu hòa bột malt vào nước, phản ứng đã bắt đầu xảy ra. Các muối bicacbonat và cacbonat sẽ biến đổi kali phosphat bậc nhất thành bậc hai, đồng thời với nó là sự tạo thành phosphat bậc ba. Những phản ứng này sẽ làm giảm độ chua định phân và tính đệm của dịch cháo o 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 độ chua định phân và tính đệm của nó lên o Nếu nước dùng để đường hóa nguyên liệu có độ cứng cacbonat cao, thời gian đường hóa chậm và hiệu suất đường hóa thấp 126
  127. Thiết bị ở phân đoạn sản xuất dịch đường ❑ Thiết bị đường hóa (nồi đường hóa) o Chức năng của nồi đường hóa là để đường hóa và đun sôi từng phần, trong trường hợp sử dụng nguyên liệu thay thế với tỷ lệ cao thì dùng để hồ hóa lượng nguyên liệu này, thiết bị này gọi là “nồi nấu gạo” còn thiết bị phối trộn là “nồi nấu malt” o Thiết bị đường hóa được trang bị áo hơi (có thể là một mảnh hoặc hai hay ba mảnh) để gia nhiệt. Mỗi mảnh có đường hơi vào và đường hơi ngưng thoát ra riêng biệt. Áp suất hơi trên đường ống trục thông thường phải có áp lực khoảng 4- 5kG/cm2, còn áp suất hơi giữa hai lớp vỏ của áo hơi thường phải đạt khoảng 2,5-3kG/cm2. o Hệ thống truyền động và cánh khuấy của nồi đường hóa được đặt ở phía dưới (mục đích chính là để tránh dầu mỡ chảy vào nồi) 127
  128. Thiết bị ở phân đoạn sản xuất dịch đường ❑ Thiết bị đường hóa (nồi đường hóa) o Tất cả các thiết bị phụ kiện như đường ống nước nóng, nước lạnh, cửa quan sát, van an toàn, nhiệt kế, áp kế, chuông báo mức, ký đồ nhiệt, đều được trang bị đầy đủ ở nồi đường hóa o Hiện nay các hãng chế tạo thiết bị đều sản xuất nồi pha trộn và nồi đường hóa giống hệt nhau, chỉ khác nhau về thể tích 128
  129. Thiết bị ở phân đoạn sản xuất dịch đường ❑ Thiết bị lọc bã malt o Sử dụng thùng lọc đáy bằng o Thiết bị lọc đáy bằng là một thùng hình trụ (chế tạo bằng đồng hoặc thép trắng) có hai đáy: đáy thật và đáy giả. Trên độ cao 10-15cm từ đáy, thùng lọc được ghép một đáy giả thứ hai. Đáy giả bao gồm nhiều mảnh kim loại đục lỗ mắt sàng ghép lại. Hình dạng của các mảnh ghép thông thường là hình rẻ quạt. Trên đáy giả có lỗ hở, đường kính từ 200-300mm dùng để tháo bã malt ra ngoài o Những điểm chung rất cơ bản: ▪ Nguyên lý lọc ▪ Về cấu tạo phải có hai bộ phận chính là đáy giả để tạo lớp lọc từ bã và hệ thống lưỡi dao để cào và đảo lớp bã lọc 129
  130. Thiết bị ở phân đoạn sản xuất dịch đường ❑ Thiết bị lọc bã malt o Nguyên tắc lọc ở đây là sử dụng sự chênh lệch áp suất o Khi bơm dịch cháo vào thùng lọc, phần bã sẽ lắng xuống đáy giả, tạo thành màng lọc. Việc cào, đảo lớp bã được thực hiện nhờ hệ thống lưỡi dao. Cả hệ thống này có thể nâng lên, hạ xuống nhờ xilanh thủy lực và có thể quay được nhờ hộp số đặt ở dưới gầm o Lọc bã bằng thiết bị đáy bằng trong 10-15ph đầu dịch lọc chảy ra còn rất đục ta cần cho hồi lưu về thùng lọc. Khi nào dịch lọc có độ trong đạt yêu cầu, ta bơm dịch về thùng đun hoa o Quá trình rửa kết thúc khi nồng độ đường nước rửa bã hạ xuống còn 1-1,5% 130
  131. Thiết bị ở phân đoạn sản xuất dịch đường ❑ Thiết bị nấu hoa o Thiết bị nấu hoa dùng để đun sôi dịch đường với hoa houblon nhằm trích ly các thành phần của chúng vào dịch đường o Thiết bị là một loại nồi được chế tạo từ thép hoặc bằng đồng, có thân hình trụ, đáy lồi hoặc lõm, hoặc các hình dạng cải tiến khác. Nồi có nắp hình bán cầu, ở tâm là ống thoát hơi 131
  132. Các phương pháp đường hóa ❑ Căn cứ vào phương thức tiến hành, công nghệ đường hóa có thể được phân chia thành 2 nhóm phương pháp cơ bản: đường hóa phân đoạn và đường hóa toàn khối. ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Hiệu suất đường hóa là đại lượng tính bằng tỷ số giữa khối lượng chất khô đã chuyển hóa thành các sản phẩm thấp phân tử, hòa tan bền vững vào nước trở thành chát chiết của dịch đường và tổng số chất khô của nguyên liệu đem vào đường hóa o Hiệu suất đường hóa là chỉ số rất quan trọng để đánh giá chất lượng của quá trình và hiệu quả sản xuất. Để nâng cao giá trị của nó, trong thực tế sản xuất ta có thể hướng theo các giải pháp công nghệ sau đây 132
  133. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa ▪ Làm mềm nước và hạ độ kiềm của nó bằng cách bổ sung CaSO4 hoặc CaCl2 ▪ Hạ pH của dịch bột bằng cách bổ sung axit lactic ▪ Bổ sung chế phẩm enzym vào dịch bột nhằm tăng cường khả năng xúc tác thủy phân cơ chất 133
  134. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Làm mềm nước bằng cách bổ sung CaSO4 hoặc CaCl2 ▪ Độ chua của dịch bột thấp hơn rất nhiều so với độ chua thích hợp cho hệ enzym thủy phân. Nếu nước có độ cứng cacbonat cao thì độ lệch đó càng lớn ▪ Trong số các enzym thủy phân thì proteaza có pH thích hợp thấp hơn cả. Việc giảm bớt độ cứng cacbonat và tăng cường độ cứng sunfat cho nước là biện pháp trực tiếp làm giảm độ kiềm, tăng độ chua định phân của môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hoạt động xúc tác cuả hệ enzym thủy phân ▪ Việc sử dụng nước mềm, đặc biệt là nước có độ cứng cacbonat thấp là một trong những điều kiện quan trọng nhất nhằm nâng cao hiệu suất đường hóa và chất lượng của sản phẩm. Điều này thể hiện rất rõ ràng trong công nghệ sản xuất các loại bia vàng, bởi vì loại bia này chịu ảnh hưởng rất lớn của độ cứng cacbonat đến độ bền keo của sản phẩm 134
  135. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Làm mềm nước bằng cách bổ sung CaSO4 hoặc CaCl2 ▪ Trong những trường hợp mà độ cứng cacbonat của nước tuy cao nhưng nếu được dung hòa bởi một lượng lớn CaSO4 hoặc CaCl2 thì tác động âm tính của độ cứng cacbonat đến quá trình sẽ được hạn chế đến mức thấp nhất ▪ Nếu lượng CaSO4 bổ sung quá mức cần thiết sẽ gây tác dụng âm tính đến độ lên men, tính đệm của dịch đường và bia đồng thời làm cho sản phẩm cuối cùng có vị lạ. Lượng thạch cao (CaSO4.2H2O) cần thiết để bổ sung có thể được tính theo công thức X=K.3,07.1,2 = 2,684.K, g/hl K_độ cứng cacbonat của nước, oH 3,07_đương lượng gam thạch cao tính theo 1oH trong 1hl nước 1,2_hệ số an toàn 135
  136. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Làm mềm nước bằng cách bổ sung CaSO4 hoặc CaCl2 Dịch đường Nước Cường độ màu Hiệu suất Độ lên men pH ml 0,1NI2/100ml chiết, % cuối cùng, % Không xử lý (độ cứng chung 14,9oH, 61,8 0,27 69,82 69,1 độ cứng cacbonat 13,4oH) Đã làm mềm (độ cứng chung 4oH, độ 5,64 0,17 72,1 70,8 cứng cacbonat 3,2oH) Thạch cao hóa 5,78 0,23 71,6 70,3 ▪ Nếu ta bổ sung CaCl2 vào nước có độ cứng cacbonat lớn, kết quả nhận được cũng tương tự. Với liều lượng bổ sung 10gCaCl2.6H2O cho 1hl nước thì thời gian đường hóa có thể rút ngắn 5ph, hiệu suất tăng 2%, thành phần của dịch đường và bia tốt hơn, và đặc biệt các tính chất cảm quan của bia được cải thiện đáng kể 136
  137. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Hạ pH của dịch bột bằng cách axit hóa ▪ Khi sản xuất các loại bia có độ bền cao nhằm bảo quản được lâu ngày và đặc biệt là các loại bia để xuất khẩu, người ta thường quan tâm rất nhiều đến pH của dịch bột trong thời gian đường hóa. Sự gia tăng độ chua (giảm pH) sẽ thúc đẩy các quá trình enzym, rút ngắn thời gian lọc, nâng cao được hiệu suất đường hóa đồng thời cũng làm cho quá trình kết lắng protit sau này triệt để hơn ▪ Giá trị thích hợp của pH là 5,4-5,5 cho dịch bột và 5,3 cho dịch đường đã houblon hóa. Các giá trị này sẽ không đạt nếu nước dùng để sản xuất chứa độ cứng cacbonat cao hoặc nguyên liệu có độ nhuyễn thấp (nghèo enzym). Trường hợp như vậy điều cần thiết là phải hạ pH của dịch bột xuống bằng cách bổ sung axit lactic hoặc một số axit vô cơ khác 137
  138. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Hạ pH của dịch bột bằng cách axit hóa ▪ Sử dụng chủ yếu là axit lactic, axit sunfuric, axit clohydric và axit phosphoric để axit hóa dịch bột, một số nước chỉ cho phép sử dụng axit lactic ▪ Axit lactic được bổ sung vào dịch bột với liều lượng 0,06-0,12% so với khối lượng nguyên liệu. Không phụ thuộc là axit lactic được dùng ở trạng thái nào ▪ Ảnh hưởng của axit lactic đến quá trình đường hóa, thành phần và tính chất của dịch đường và bia được thể hiện ở bảng sau 138
  139. Các phương pháp đường hóa Các chỉ số Mẫu kiểm chứng Mẫu thí nghiệm Thời gian đường hóa (ph) - Đoạn nhất 32 16 - Đoạn nhì 22 12 - Khối chính 20 15 Nước rửa bã cuối cùng: - pH 6,5 6,3 - Đạm kết lắng với tanin, mg/l dịch đường 10% 310 180 - Polyphenol, mg/l dịch đường 10% 702 536 Dịch đường houblon hóa: - pH 5,7 5,4 - Cường độ màu, ml 0,1NI2/100ml 0,66 0,46 - Đạm kết lắng với tanin, mg/l dịch đường 10% 165 140 - Polyphenol, mg/l dịch đường 10% 371 313 -Độ lên men biểu kiến cuối cùng, % 76,8 79,0 Bia thành phẩm: - Nồng độ thực các chất hòa tan, % 5,17 4,92 - Hàm lượng cồn, % 2,14 2,58 - Độ bền keo, biểu diễn theo đơn vị điều kiện 100 180 - Độ đậm đà của vị Non Non - Độ đắng Có dư vị Bình thường 139
  140. Các phương pháp đường hóa ❑ Các phương pháp nâng cao hiệu suất đường hóa o Hạ pH của dịch bột bằng cách axit hóa ▪ Khi pH của dịch bột được giảm xuống bằng cách bổ sung axit lactic thì quá trình đường hóa cũng như lọc bã tiến triển tốt hơn, chất lượng của sản phẩm cũng khá hơn so với mẫu kiểm chứng ❑ Đường hóa khi có sử dụng nguyên liệu thay thế o Bia là loại đồ uống có vị ngọt nhẹ, đắng dịu với thành phần và nhiều tính chất rất đặc trưng o Để giảm giá thành sản phẩm, người ta đã đưa các loại hạt chưa ươm mầm vào để thay thế một phần malt đại mạch. Trước đây thì lượng thay thế thường là 10 – 15% nhưng trong những thập kỷ gần đây, được sự hỗ trợ đắc lực của các loại chế phẩm enzym thì tỷ lệ đó đã tăng vọt lên 30%, 40%, 50%. Loại tốt nhất để thay thế là gạo hoặc đại mạch 140
  141. Các phương pháp đường hóa ❑ Đường hóa khi có sử dụng nguyên liệu thay thế o Phải có những giải pháp công nghệ thích hợp mới đảm bảo được hiệu suất đường hóa và ổn định được chất lượng của sản phẩm o Trường hợp thay thế nhiều: Cần làm các công việc sau đây: ▪ Malt đại mạch phải nghiền thô, bột nghiền có kích thước to hơn bình thường ▪ Phần nguyên liệu hạt chưa ươm mầm nghiền thật mịn ▪ Dùng nước mềm và hạ pH của nó xuống 5,3-5,4 bằng cách axit hóa 141
  142. PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA A- SẢN XUẤT DỊCH ĐƯỜNG HOUBLON HÓA Chương 7: LỌC BÃ, NẤU HOA VÀ LÀM LẠNH DỊCH ĐƯỜNG 142
  143. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Thành phần cơ học của cháo malt sau khi đường hóa kết thúc, bao gồm hai hợp phần: pha rắn và pha lỏng o Pha rắn được gọi là bã malt, còn pha lỏng gọi là dịch đường hoặc nước nha, nước mu. o Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của tiến trình công nghệ, còn pha rắn – phế liệu, phải loại bỏ ra ngoài o Các phần tử của pha rắn bị giữ lại trên lưới, còn pha lỏng được đi qua. Khi pha rắn bị giữ lại chúng tạo thành lớp lọc phụ. Cấu trúc và độ dày của lớp lọc phụ này đóng vai trò quyết định đến chất lượng và tiến trình lọc 143
  144. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Quá trình lọc bã malt được tiến hành theo hai bước: bước đầu tiên là ép để tách dịch cốt và bước thứ hai là rửa bã để chiết rút hết tất cả những phần dinh dưỡng còn bám lại ở trong đó. Quá trình chiết rút chất hòa tan ở giai đoạn rửa bã dựa trên cơ sở của sự khuếch tán. Sự khuếch tán ở giai đoạn này gọi là khuếch tán phân tử. Giai đoạn tiếp theo chuyển sang dạng chuyển động rối o Ngoài cấu trúc của lớp lọc phụ, tốc độ lọc còn phụ thuoccj vào rất nhiều yếu tố khác như áp suất, nhiệt độ, độ nhớt của dịch, 144
  145. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Tốc độ lọc có thể tính trực tiếp qua phương trình sau: o Trong đó ▪ Q_thể tích của dịch đường (tính bằng mét khối đã đi qua diện tích S của màng lọc trong thời gian t) ▪ P_độ lệch áp suất trước và sau màng lọc, N/m2 ▪ r_đường kính trung bình của mương dẫn, m ▪ t_thời gian lọc, s ▪ Z_số lượng mương dẫn trên 1m2 màng lọc ▪ μ_độ nhớt của dịch dường, Pa.s ▪ l_độ dài trung bình của một mương dẫn, m 145
  146. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Tốc độ lọc và độ trong của dịch đường phụ thuộc rất nhiều yếu tố công nghệ, nhưng quan trọng nhất là các yếu tố sau đây: ▪ Nhiệt độ lọc: Liên quan đến độ nhớt động của dịch đường. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình lọc bã malt là 75oC ▪ Độ nhớt của dịch đường: phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ đường, thành phần riêng của chính nó. Sự liên quan giữa nồng độ chất hòa tan và độ nhớt tương đối của dịch đường ở nhiệt độ 75oC có thể thấy rõ ở bảng sau: Hàm lượng chất hòa tan, % 10 15 20 25 Độ nhớt tương đối (của nước là 1) 1,27 1,44 1,73 2,20 146
  147. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Tốc độ lọc và độ trong của dịch đường phụ thuộc rất nhiều yếu tố công nghệ, nhưng quan trọng nhất là các yếu tố sau đây: ▪ Nếu dịch đường chứa nhiều hydrat cacbon dạng polyme như – glucan hoặc các dạng keo thì độ nhớt của nó tăng đáng kể và do đó tốc độ lọc càng thấp ▪ Độ chua tác dụng (pH) của dịch đường: Từ nhiều công trình nghiên cứu đã chứng tỏ rằng tốc độ lọc dịch đường và độ trong của nó phụ thuộc nhiều vào độ chua tác dụng. Kolbach và các cộng sự đã tiến hành thí nghiệm và kết quả cho thấy: để lọc hết một lượng cháo malt ở pH=6,78 cần thời gian hơn 2 giờ, pH=6,33 cần thời gian 22 phút, pH=5,5 thời gian chỉ còn 18 phút. Nếu tiếp tục hạ pH xuống đến một mức nào đó thì tốc độ lọc ban đầu giảm và cuối cùng đi đến kết luận: pH tối ưu cho quá trình lọc bã malt là khoảng 5,5 147
  148. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Rửa bã malt là bước thứ hai của quá trình lọc. Ở giai đoạn này còn xảy ra một số quá trình hóa học, tác dụng bất lợi của các muối ở trong nước với các thành phần của bã malt, sự hòa tan các chất ở pha rắn vào nước rửa bã sẽ nhanh hơn o Sự giảm nồng độ chất hào tan trong nước rửa bã sẽ dẫn đến tăng pH. Nếu nước rửa bã chứa nhiều cacbonat hoặc bicacbonat thì sự gia tăng này càng mạnh hơn. o Tất cả những sai lệch này sẽ dẫn đến sự thay đổi về thành phần hóa học của dịch rửa bã, hàm lượng đường maltoza thấp nhưng hàm lượng protein, polyphenol, chất chát và các chất khoáng lại cao 148
  149. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình o Thành phần chất hòa tan của dịch cốt ban đầu thường là 14- 15% thì hàm lượng maltoza chiếm tới 60%, protein 4-4,3% và các chất khoáng là 1,4-1,5%. Còn trong dịch rửa bã với nồng độ 2% thì hàm lượng đường maltoza chỉ chiếm 52% nhưng protein lại chiếm đến 5,5% và các chất khoáng là 2,5%. Trong thành phần chất khoáng thì chiếm nhiều hơn cả là SiO2 o Khi rửa bã malt, hòa tan nhiều nhất vào dịch rửa bã là những chất dễ gây đục cho bia: những hợp chất cao phân tử chứa nitơ, các hợp chất polyphenol và axit silicic, một lượng đáng kể SiO2 o Dịch rửa bã thu được càng nhiều thì thành phần của nó càng bị thay đổi, được thể hiện qua bảng số liệu sau 149
  150. Lọc bã malt ❑ Cơ sở lý thuyết của quá trình Nước rửa bã malt Các chỉ số Nước Nước axit hóa hoặc kiểm hóa bằng cất HCl NaHCO3 Mg(HCO3)2 Ca(HCO3)2 pH 5,92 5,73 6,30 6,24 6,19 Cường độ màu, ml 0,1NI2/100ml 0,27 0,22 0,39 0,30 0,29 Độ đục ở 0oC, đơn vị điều kiện 84 90 110 104 96 Tính theo dịch đường 10%, mg/100ml: •Nitơ tổng số 91,3 90,3 92,0 92,0 91,5 •Nitơ khả kết 10,68 10,43 11,28 12,74 11,70 •Nitơ kết lắng với MgSO4 17,30 16,90 19,20 16,60 15,90 •Các chất tro 162,10 170,8 174,70 168,80 164,80 •SiO2 8,40 6,80 15,10 14,40 14,30 o Nước được thạch cao hóa là nước có ảnh hưởng tốt nhất đến thành phần và tính chất của dịch rửa bã malt 150
  151. Lọc bã malt ❑ Kỹ thuật lọc bã malt o Lọc bã malt bằng thùng lọc đáy bằng o Trước lúc tiến hành lọc, thiết bị lọc được rửa thật kỹ bằng nước. Các mảnh của đáy mắt sàng được ghép thật khít và chặt với nhau. Sau đó ta cho nước nóng chảy vào các đường ống dẫn dịch đường để đuổi không khí ra ngoài đồng thời để chứa đầy khoảng giữa hai lớp đáy của thùng lọc 151
  152. Nấu dịch đường với hoa houblon ❑ Sau khi trộn lẫn dịch đường ban đầu với dịch rửa bã, ta được hỗn hợp cuối cùng, gọi là dịch đường ngọt. Tùy thuộc vào loại bia cần sản xuất, độ ngọt của chúng có khác nhau nhưng nồng độ của chúng thường thấp hơn nồng độ cuối cùng (nồng độ trước lúc lên men) khoảng 1-1,5%. Dịch đường ngọt có những đặc điểm sau: o Vị ngọt, hương thơm nhẹ của melanoid o Rất đục do chứa nhiều cặn, đặc biệt là các hạt dạng keo, những phần tử nàu rất dễ bị biến tính và kết tủa, tiêu biểu là những hạt có phân tử lượng cao, chứa nitơ ❑ Để dịch đường ngọt với những tính chất vừa nêu trên trở thành hợp chất tiền thân trực tiếp của bia, điều cần thiết là phải đun sôi nó với hoa houblon trong 1,5-2 giờ. 152