công nghệ sản xuất bia.

công nghệ sản xuất bia.

A Các nguyên liệu sản xuất bia

I NƯỚC

Không cần bàn cãi, nước là thành phần chủ yếu của sản phẩm bia Nước được cungcấp cho nhà máy sản xuất bia chứa một phần nhỏ các khóang chất cùng chất hữu cơcũng như một phần các chất khí hòa tan trong nó Thành phần của nước đưa vào sảnxuất bia sẽ còn lại trong bia thành phẩm Chính vì lẽ đó chúng ta cần quan tâm đếnloại nguyên liệu chiếm số lượng nhiều nhất này nhằm đáp ứng các yêu cầu về côngnghệ và các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

Trong sản xuất bia lượng nước dùng để tạo ra được một đơn vị thể tích sản phẩmthường là 3: 20 hay 1:6 (để tạo ra 1 lít bia cần 6 lít nước) Ngoài ra trong quá trìnhnảy mần cần lượng nước 30- 40 Hl/ 1 tấn Malt Như vậy, trước khi lắp đặt một nhàmáy sản xuất bia chúng ta phải quan tâm đến nguồn nước (số lượng và chất lượng)

1.1 Yêu cầu đối với nước dùng trong sản xuất bia

pH là chỉ tiêu quan trọng, pH = 6,5 – 7

Độ kiềm (TA: total alkaline) đặc trưng cho hàm lượng cacbon trong nước theo

tiêu chuẩn TA  2

Độ cứng: 4 - 12 0Đ

Hàm lượng muối cacbonat 50 mg/l nước

Hàm lượng muối Mg2+ ≤ 100 mg/l nước

Độ trong: 6,0 % Neph

Độ dẫn điện: 52 µs/cm

Hàm lượng muối Clorua 75 - 150 mg/l

Hàm lượng muối CaSO4 130 - 200 mg/l

Hàm lượng Fe2+ ≤ 0,3 mg/l

Khí NH3 và các muối NO3-, NO2-: không có

Vi sinh vật không quá 100 tế bào /ml

Trực khuẩn Ecoli  3 con/l nước

Chuẩn Ecoli: 300 ml (là lượng nước tối thiểu cho phép phát hiện một tế bàoEcoli)

Bia là một sản phẩm chứa trên 90% nước đây là thành phần chiếm tỉ lệ lớn nênthành phần của nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm (hương thơm, mùi vị,

độ trong…)

1.2 Chức năng và nhiệm vụ của nước trong sản xuất bia

Nước ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm bia: Đây là lượng nước có trong bia thànhphẩm vì vậy nước này cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn Tỉ lệ sử dụng 2,7: 1Nước trong quá trình sản xuất: Dùng để vệ sinh đường ống, thiết bị, dụng cụ chứasản phẩm Chúng cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn nước uống và được thanhtrùng hoặc làm lạnh Tỉ lệ sử dụng 2,1: 1

Nước dùng cho các mục đích khác: Nước dùng cho vệ sinh nhà xưởng, phục vụphòng thí nghiệm, văn phòng… Nước này có thể được xử lý tại chỗ Tỉ lệ sử dụng1:1

Nước dùng cho phục vụ: Bao gồm nước sôi, nước dùng cho lò hơi… Chúng cầnđược làm mềm để tránh đóng cặn thiết bị (giảm khả năng truyền nhiệt) Tỉ lệ sửdụng 0,2:1

Vậy để có 1 đơn vị thể tích bia chúng ta cần phải sử dụng một lượng nước gấp 6lần Theo Kunze lượng nước cần quan tâm nhiều nhất là nước ảnh hưởng trực tiếpđến sản phẩm bia 1,7 thể tích dùng cho trích ly dịch nha; 0,8 thể tích dùng trongquá trình lên men; và 0,4 thể tích dùng trong quá trình lọc Đây là lượng nước cầnphải được xử lý triệt để Trong tổng số 6 đơn vị thể tích nước cần để tạo ra một đơn

vị thể tích bia có 0,92 thể tích có mặt trong sản phẩm cuối cùng; 0,2 đơn vị thể tích

bị mất trong quá trình bốc hơi; 0,15 đơn vị thể tích được thải bỏ hoặc nằm tronggiống trong quá trình xả đáy hoặc thu hồi nấm men

Thành phần các ion vô cơ trong nước cũng ảnh hưởng đến sản phẩm rất lớn Chúng

có tác động đến hương thơm và chất lượng, sau đây là thành phần ion vô cơ cótrong nguồn nước dùng để sản xuất một số sản phẩm bia nổi tiếng thế giới

Bảng 1: thành phần ion vô cơ có trong nguồn nước dùng để sản xuất một số sản phẩm bia nổi tiếng thế giới.

1.3 Tác dụng và vai trò của ion, khoáng chất trong quá trình sản xuất và trong sản phẩm bia.

1.3.1 Nguồn Ion trong bia

Các ion tham gia vào thành phần của sản phẩm thường có trong nguyên liệu (nước;Malt, hoa…) và do được sinh ra trong quá trình công nghệ (lên men chính; lên menphụ…) Các ion cũng có thể tăng hoặc giảm số lượng trong quá trình sản xuất (Nấmmen trong quá trình phát triển sẽ hấp thụ ion PO42-; K+; Zn2+; và một số Mg2+

Bảng 2: thành phần ion trong dịch nha 10 độ plato và trong bia thành phẩm

Ion (mg/l) Dịch nha 10 độ Plato Bia thành phẩm

Tác dụng trực tiếp của ion kim loại đến hương vị của bia được giải thích bởi việcion kim loại liên kết với các điểm tiếp nhận của vị giác tạo nên hiệu ứng vị Lưỡi là

cơ quan tiếp nhận vị của sản phẩm, mỗi phần của nó chịu trách nhiệm một vị: Vịngọt được tiếp nhận tại mặt trước lưỡi; Vị mặn được tiếp nhận ở 2 bên lưỡi; Vị chuađược tiếp nhận ở mặt sau và vị đắng được tiếp nhận ở cuống lưỡi Việc các ion tácđộng đến các điểm tiếp nhận có thể làm tăng hoặc giảm cường độ vị

1.4.1 Ion Sodium (Na+)

Sodium chịu trách nhiệm điều khiển vị mặm Ở ngưỡng 150- 200 mg/l, khi vượtqúa ngưỡng này chúng ta có vị giác chát, chua (250mg/l), ngược lại nếu dưới 100mg/l thì vị ngọt sẽ được tăng cường đặc biệt khi có sự kết hợp của ion Cl- Ion canxi

có những ảnh hưởng sau:

Na+ có thể có tác dụng ức chế với quá trình nảy mầm và có ảnh hưởng xấu đến chấtlượng malt

Phản ứng của natri bicacbonate làm tăng pH theo phản ứng sau

2KH2PO4 + Na2CO3 D K2HPO4 + Na2HPO4 + H2O + CO2

Nước có chứa xút là chất kiềm mạnh và ngay khi đã trung hòa cũng ảnh hưởng đếnchất lượng bia

Na+ liên kết với Cl- tạo vị ngon hơn so với liên kết với SO4

2-Đối với bia vàng có thể chấp chận nồng độ NaCl 75 – 150 mg/l và tạo vị êm

1.4.2 Ion Mg2+

Có tác dụng đến vị đắng và chua ở ngưỡng vượt 70 mg/l tác động này còn phụthuộc vào cân bằng của ion Mg2+ và ion Ca2+ Muối của chúng với H2CO3 có ảnhhưởng xấu hơn so với muối của Ca2+, vì Mg2+ bị hòa tan một phần, mặt khác MgSO4

có vị đắng, do đó gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng bia

Khi bị đun nóng độ acid tăng lên: điều này giải thích hiện tượng dịch đường khinóng có độ pH thấp hơn khi nguội các phophat bậc 2 và bậc 3 của magie dể tan hơncác muối photphat canxi

Hàm lượng magie có trong malt đủ cho dịch đường: 130 mg/l ở 12 % P

Magie là nhóm ngoại của nhiều enzyme (Co-facteur)

Trong quá trình lên men, Mg tham dự vào trong một C0- enzyme quan trọngdecacboxyl hóa của axit pyruvic thành axetaldehytvà CO2

Mg không ảnh hưởng tới vị của bia với hàm lượng MgSO4 7,1 meq, ngược lại hàmlượng Mg(HCO3)2 7,1 meq làm cho bia có vị đắng khó chịu

1.4.3 Ion Ca2+

Được xem là có vị trung tính nó được phát hiện trong bia thành phẩm ở nhiều mức

độ Tuy nhiên nó có thể làm giảm bớt vị chua khi hàm lượng Mg2+ cao Ion canxi cónhững ảnh hưởng sau:

Bảo vệ enzyme amylaza khỏi bị ức chế do nhiệt độ

Kích hoạt các protein và các amylaza trong quá trình đảo trộn và tăng năng suất đảotrộn theo phản ứng

Protein + Ca2+ D Proteinate caxi + 2H+Giải phóng cation H+ để chuyển hóa photphat kiềm bậc 2

3Ca2+ + 2HPO42- D Ca3(PO4)2 + 2H+Trong thực tế công nghiệp, cần 3,5 meq Ca2+ để giải phóng 1 ion H+ (trên lý thuyết

là 3 meq), nhưng phản ứng xảy ra không hoàn toàn

Phản ứng với một ít bicacbonat canxi làm giảm tính axit theo cân bằng sau:

4KH2PO4 + 3Ca(HCO3)2 D Ca3(PO4)2 + 2K2HPO4 + 6H2O + 6CO2Phản ứng với CaSO4 làm tăng tính axit theo cân bằng sau:

4K2HPO4 + 3CaSO4 D Ca3(PO4)2 + 2KH2PO4 + 3K2SO4K2HPO4 + CaSO4 D CaHPO4 + K2SO4

Hệ photphat phản ứng mạnh hơn so với hệ bicacbonate

Các ion Ca2+ trong nước làm kết tủa diphotphat tan của dịch đường ở dạnghydroxyapatit theo phản ứng sau:

CaHPO4+ 2H2O D 3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 = 4Ca2+ + 8H2PO4Trong quá trình lọc dich đường, canxi làm giảm pH, tăng tốc độ lọc ngăn cản quátrình chiết các hợp chất màu, các hợp chất silic và các hợp chất làm tế bào co lại.Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, canxi trợ giúp quá trình đông

-tụ các hợp chất protein, làm giảm màu dịch đường và khả năng đồng phân của cácα-axit đắng của hoa houblon

Trong quá trình lên men, canxi làm tăng khả năng lắng của nấm men

Trong quá trình tàng trữ, canxi tăng quá trình làm trong bia

Các chất oxalat trong malt bị canxi kết tủa thành canxi oxalat Để tránh bị sôi tràn rangoài hay đục do oxalat cần có lượng ion canxi lớn hơn 4,5 lần ion oxalat

1.4.4 Ion Cl

-Khi có mặt ion Cl- với hàm lượng từ 200- 400mg/l chúng ta sẽ nhận được vị ngọtcủa dung dịch

Cl- có thể ức chế khả năng lắng của nấm men

Nồng độ Cl- >500 mg/l có thể làm kéo dài thời gian nhân giống của nấm men vàgây khó khăn cho quá trình làm trong bia ở giai đoạn tồn trữ bia

Với nồng độ <300 mg/l không có những ảnh hưởng tiêu cực, làm tăng khả năng làmtrong bia, độ bền keo và độ dịu của bia được tăng lên

Nồng độ NaCl không được vượt quá 400 mg/l, nếu không bia sẽ trở nên quá sánh

Muối NaCl nhiều làm gây khát nước khi uống bia.

Các Cl- cùng với Ca2+ và Mg2+ cho ra các loại bia có độ sánh và có vị ngon

1.4.5 Ion SO4

2-Đóng góp vị đắng và dư hậu đắng của sản phẩm nếu hàm lượng đạt mức từ

200-400 mg/l

1.4.6 K +

Trong nước có 1 lượng nhỏ có tác dụng tương tự Na2O

Nồng độ K+ trong nước nấu bia không vượt quá 10 mg/l

Tỷ lệ K+/Ca2+ ảnh hưởng tới khả năng lắng của nấm men

K+ có thể ức chế nhiều loại enzyme trong quá trình sản xuất bia

K+ gây vị mặn cho bia

1.4.7 Fe2+

Đặc biệt sắt có ảnh hưởng khá lớn đối với quá trình sản xuất malt và bia Sắt cótrong nước thường dưới dạng Fe(HCO3)2 Nếu hàm lượng sắt tương đối lớn sẽ gâyảnh hưởng xấu đến chất lượng bia do đó người ta chỉ cho phép nồng độ Fe2+ cótrong nước không quá 0,2 – 0,5 mg/l

Trong sản xuất malt, nếu dùng nước chứa sắt để ngâm malt làm cho vỏ malt có màuxám

Trong quá trình sản xuất bia các muối gây ảnh hưởng xấu, nồng độ sắt trongnước làm bia chỉ được phép <0,1 mg/l

Fe2+ ức chế 1 số loại enzyme

Fe2+ có mặt trong quá trình sản xuất sẽ bị loại bỏ theo bã

Trong quá trình lên men, Fe2+ chỉ với nồng độ 1 mg/l đã làm thoái hóa nấm men.Khi nồng độ Fe2+ trong bia >0,3 mg/l sẽ làm bọt bia chuyển màu xám nhạt, làmbia đậm màu hơn, độ bền keo giảm và Fe2+ hoạt động như 1 chất xúc tác oxy –khử

1.4.8 Cu2+

Đồng mang lại những bất lợi như Fe2+, thậm chí còn độc hơn với nấm men.

1.4.9 Mn2+

Mn2+ có ảnh hưởng tích cực tới protein

Mn2+ hoạt hóa một số enzyme

Với của nấm men, Mn2+ hoạt động như một nhóm ngoại

Trong nước sản xuất bia nồng độ Mn2+ không được vượt quá 0,2 mg/l

Mn2+ ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền keo của bia

1.4.10 Zn2+

Zn2+ có tác dụng tốt trong quá trình lên men được biệt đối với sự tổng hợpprotein, sự tăng trưởng của nấm men thúc đẩy quá trình lên men và làm giảmlượng H2S tạo thành

Bicacbonate làm tăng pH của dịch đường theo phản ứng sau

HCO3- + H+ D H2O + CO2

H2PO4- + HCO3- D HPO42- H2O + CO2

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2

Độ kiềm 100 mg/l làm tăng pH trong quá trình khuấy trộn và làm giảm năng suấtkhuấy trộn 0,2 – 0,3%

Nước rửa kiềm sẽ chiết ra các hợp chất hắc, các hợp chất màu và các nguyên tốkhoáng có hại cho chất lượng bia Có thể chấp nhận được độ kiềm 50 mg/l

1.4.13 Khí cacbonic

CO2 xuất hiện trong khi khuấy trộn

1.4.15 Nitrit

Sự có mặt của nitrit cho thấy sự nhiễm tạp bởi nước thải hữu cơ

Nitrit độc với nấm men

Nitrit phản ứng với các polyphenol tạo ra màu đỏ nhạt trong bia

Nitrit có thể chuyển hóa thành nitrosamin bay hơi hoặc không bay hơi

1.4.16 Nitrat

Trong nước dùng sản xuất bia, nồng độ nitrat không được vượt quá 39 mg/l

Các loại nước ít khoáng chất nhạy với các nitrat hơn các loại nước giàu khoáng chấtVới nồng độ 100 – 150 mg/l thì trong quá trình lên men chính nồng độ nitrat giảmdần và đạt nồng độ nhỏ nhất ở cuối quá trình lên men phụ

Các loại nấm men khác nhau có thể khử nitrat thành nitrit làm bia có vị của phenol,

Với nồng độ >30 mg/l có thể tạo ra các phức chất với Ca2+ và Mg2+

Với nồng độ >40 mg/l, Na2SiO2 tạo thành có thể ảnh hưởng đến quá trình lên men

và tăng độ đục của bia

Nồng độ >100 mg/l, giảm khả năng lên men và gây đục cho bia sau khi thanh trùngPasture

1.4.18 Clo tự do

Nếu nồng độ Clo tự do > 0,5 mg/l có thể phản ứng với phenol và các chất hữu cơtạo ra clorophenol mà một số trong số đó rất dễ cảm nhận được

Các thử nghiệm với nồng độ clo tự do hay Cl2 7 mg/l trong nước không thấy ảnhhưởng lên thành phần và vị bia

1.4.19 Photphat

Các Photphat phản ứng với Ca2+ và Mg2+

Trong malt có 7 – 13 g photphat /kg

Việc dùng nước có nhiều thạch cao hay vôi làm mất nhều photphat hữu cơ, ngượclại làm ít mất hơn so với các photphat vô cơ

1.5 Hiệu ứng gián tiếp của ion kim loại lên bia thành phẩm

Có rất nhiều hiệu ứng gián tiếp của ion kim loại lên sản phẩm bia nhưng chúng tachỉ quan tâm đến 4 tác dụng chính của chúng:

1.5.1 Đáp ứng nhu cầu của nấm men

Nấm men trong quá trình phát triển cần đến một số ion kim loại đóng vai trò nhưkhóang chất giúp cho vi sinh vật tổng hợp thành phần tế bào và giúp tổng hợpenzyme phục vụ cho quá trình lên men

Trung tâm hoạt động của các enzyme (Zn2+; Mn2+; Cu2+; Co2+)

Coenzyme (K+)

Các yếu tố màu (Fe3+; Cu2+)

Đóng góp vào cấu trúc của tế bào nấm men như: K+; Mg2+ có trong AND và ARN;

Ca+ có trong thành tế bào

1.5.2 Tác động trên enzyme của Malt

Trong điều kiện pH acid ion Ca2+ có thể làm tăng hoạt độ của enzyme thủy phântinh bột và protein Ion Ca2+ giúp Amylase tăng khả năng bền nhiệt giúp tăng khảnăng trích ly

1.5.3 Tác động trên hệ keo của dung dịch

Trong quá trình kết bông của giống nấm men chìm, ion Ca2+ đóng vai trò giúp tạocác liên kết giữa các phân tử protein trên bề mặt tế bào tạo điều kiện cho nấm menkết lắng dễ dàng hơn Với hàm lượng 50 mg/l ion Ca2+ hiện tượng này sảy ra nhanhchóng và dễ dàng

Sự tương tác giữa các phân tử protein; polyphenol bị ảnh hưởng bởi các ion kimloại như Ca2+; Mg2+; Fe3+; PO43- giúp cho sự tạo kết tủa trong quá trình đun hoa, lênmen phụ được dễ dàng

Trong quá trình đun hoa tủa được hình thành khi phân tử protein được trung hòađiện với sự có mặt của ion Ca2+ nồng độ tổi thiểu để hiện tượng này xảy ra khi dungdịch chứa 100mg/l ion Ca2+

Oxalate cần được kết tủa và loại ra khỏi dung dịch trong suốt quá trình dưới dạngCanxi oxalate, như vậy sự có mặt của ion Ca2+ với hàm lượng 70- 80 mg/l là tối ưu 1.5.4 Tác dụng trên pH của dung dịch

Các ion như H+ và OH- góp phần kiểm soát pH của dung dịch trong suốt qua trìnhsản xuất Các ion CO32-; PO32-; acic carboxilic đóng vai trò như những chất đệm pHgiúp cho pH của dung dịch được ổn định Ngoài ra các ion kim loại khác cũng góp

có tác dụng đến pH trong suốt quá trình

Các Ion có trong sản xuất bia nói chung đều có tác dụng tích cực đến quá trình tuynhiên sự có mặt của một vài Ion làm cho quá trình phát triển theo chiều hướng tiêucực thậm chí tạo ra những sản phẩm không có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng nhưion Nitrate; Nitrite Dưới tác dụng chuyển hóa của vi sinh vật các ion này tạo thànhsản phẩm Nitrosamin là một tác nhân gây ung thư đã được kiểm chứng Mặc dùhàm lượng của ion này trong nước là 50 mg/l nhưng trong tương lai hàm lượng này

sẽ giảm xuống 10 mg/l Nguồn nitrate chủ yếu được cung cấp bởi nước ngoài ratrong Houblon cũng chứa lượng nitrate với số lượng 1% w/w

1.6 Các phương pháp xử lý nước

Loại bỏ cặn rắn bằng phương pháp keo tụ; kết bông; lọc bằng cát; oxy hóa;

Điều chỉnh hàm lượng khoáng chất trong nước bằng phương pháp đun nóng; Sửdụng vôi; Acid hóa; Cột trao đổi ion; Thẩm thấu ngược; Điện giải; Sử dụng muốicanci

Loại bỏ các hợp chất hữu cơ bằng bể hiếu khí; cột than họat tính;

Thanh trùng nước loại bỏ vi sinh vật bằng Chlorine; Bromine; Ozon; Bạc ion; Tiacực tím; Màng siêu lọc;

Loại khí hòa tan bằng kỹ thuật hút chân không;

2.2 Thuyết minh quy trình

2.2.1 Làm sạch, phân loại: đại mạch sau khi thu hoạch sẽ loại bỏ rơm, rạ, đất, cát,

hạt lép và các hợp chất khác,…

2.2.2 Sấy khô: theo Nguyễn Thị Hiền (2007) hạt sau sấy khô khoảng 11 – 13 %

ẩm, mục đích sấy là giảm hàm ẩm của hạt, để dễ dàng bảo quản và vận chuyển, hạnchế sự hư hỏng do vi sinh vật gây ra

2.2.3 Ngâm đại mạch

Hình 1 Sơ đồ quy trình sản xuất malt

Yêu cầu của qúa trình ngâm là làm sao khởi động các lỗ hút nước để quá trình nảymầm tốt và cho hạt hút nước mà không làm cho hạt bị ngạt, tạo cho hạt có một mức

độ xử lý đồng nhất có thể

Tóm lại, ngâm không chỉ bao gồm sự cung cấp lượng nước cần thiết cho hạt mà cònphải cung cấp đầy đủ oxy cho hạt, giữ cho hạt tránh khỏi không bị nhạy cảm vớinước và giảm tối đa các chất kìm hãm nảy mầm

2.2.3.2 Tiến hành: Quá trình ngâm hạt được tiến hành như sau

- Ngâm đại mạch khoảng 4 – 8 h trong nước với nhiệt độ là 12 0C để độ ẩm đạt 31%

- Để ráo 10 – 20 h (tùy theo độc mẫn cảm của hạt với nước)

- Ngâm 2 – 5 h trong nước ở nhiệt độ 12 – 15 0C để độ ẩm đạt 38 %

- Để ráo 12 – 20 h

- Ngâm 1 – 5 h trong nước ở nhiệt độ 12 – 18 0C để độ ẩm đạt 43 %

- Chuyển thùng

2.2.3.3 Các biến đổi trong quá trình ngâm

Lượng nước tự do thẩm tích vào bên trong hạt làm thể tích, khối lượng hạt tăng lên

và hạt mềm hơn và dễ thủy phân hơn Những chất trong hạt sẽ dễ dàng hòa tan đểđược vận chuyển đến cung cấp cho cơ quan phôi mầm, từ đó phôi mầm sẽ từ từ pháttriển Đồng thời, ở điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, pH thuận lợi, các hệ enzim có tronghạt từ trạng thái “tĩnh” sẽ chuyển dần sang trạng thái “động”, và bắt đầu tham giavào các quá trình phá vỡ các hợp chất hữu cơ Trừ ở dạng đại phân tử (polyme) như

2.2.3.5 Phương pháp ngâm

Phương pháp ngâm tưới phun: đây là phương pháp ngâm tiên tiến nhất hiện nay.Bằng phương pháp này ta có thể cung cấp liên tục, đầy đủ và liều lượng oxy cầnthiết cho hạt Thực chất của phương pháp này là hạt trước khi ngâm được rửa sơ bộ

ở những thùng riêng, sau đó được đổ xuống màng lưới chuyển động thành từng lớpdày, màng lưới này liên tục đi qua những vòi phun nước kiểu hoa sen, hạt được tướiliên tục bởi những luồng nước rất mịn và bão hòa oxy giống như sương, cứ như vậyliên tục cho đến khi đạt độ ẩm cần thiết Bằng phương pháp này, nếu ngâm ở 10 –

12 oC thì chỉ mất 48 h, đồng thời mầm phát triển nhanh và mạnh, sau khi ngâmkhoảng 70 % hạt đã nứt mầm, malt thu được có chứa nhiều chất có Nitơ hòa tan,đồng thời độ hoạt động của amylase và protease rất mạnh

Làm biến tính hay hòa tan protein của tế bào nội nhũ bởi hệ enzyme protease

Làm nội nhũ mềm ra do tác dụng của enzyme

Để thực hiện được các mục đích trên thì phôi phải sống và phát triển, tổng hợp các

tế bào mới kèm theo sự hô hấp và sinh trưởng của mầm và rễ

2.2.4.2 Biến đổi hóa sinh trong giai đoạn ươm mầm

Sự nuôi dưỡng phôi

Để phôi tăng trưởng cần phải cung cấp chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng tích

tụ trong nội nhũ ở trạng thái không hòa tan (protein) ngưng tụ hình thành từ chấtnguyên sinh có trong tế bào nội nhũ, tinh bột có trong các túi bột và xiết chặt thànhmạng lưới được bao bọc bởi xenlulose Khi mầm phát triển nhất thiết phải hòa tanchất dự trữ, tấn công màng tế bào để chúng có khả năng thẩm thấu tốt hơn và chophép các chất dinh dưỡng hòa tan, đi qua để đến phôi và được phôi sử dụng Côngviệc này được thực hiện nhờ các enzyme và chính phôi là nơi tiết ra các enzyme:sitase, protease, amylase

Rễ mọc ra từ đuôi hạt và phát triển rất nhanh Hạt nảy mầm ngay khi kết thúc quátrình ngâm hay ở ngày ươm mầm đầu tiên Các rễ đâm ra sau ngày thứ 3 ươm mầm

Ngày thứ 6, 7 rễ phải có sợi tròn và xoắn nhưng mảnh khảnh và chảy thành dãy,chiều dài gấp 2 – 2,5 lần hạt

Phôi phát triển nhưng ở trong vỏ và sẽ nhô ra nếu như thời gian ươm mầm quá dài.Mầm phát triển tạo nên lỗ hổng trong nội nhũ Điều này thấy rõ khi tách vỏ hạt ra,

độ rỗng này đánh giá độ nảy mầm (hoặc ít ra là thời gian nảy mầm)

Sự sinh trưởng của tế bào trong phôi tạo nên các chuyển hóa rất phưc tạp: các acidamin tổng hợp thành nhiều protein phứcc tạp tạo nên nguyên sinh chất

Maltose bị đồng phân hóa nhanh chóng tạo thành saccarose định vị ở trong phôi vàchiếm tới 25 % chất khô sau khi ươm mầm Saccarose bị phân chia thành glucose

và fructose nhờ saccarase Glucose có thể được tạo ra từ maltose dưới tác dụng củamaltase

Tất cả các phản ứng tổng hợp (cá acid amin thành protein, fructose thành xenlulose)đều thu nhiệt Các phản ứng này chỉ có thể bị ngừng với các phản ứng sinh nhiệtnhư glucose bị oxy hóa dưới tạc dụng của oxy không khí sinh năng lượng và tạo raCO2 và H2O Đây là quá trình hô hấp của phôi

Sự oxy hóa được xúc tác bởi enzyme dehydrase và oxydase được thực hiện theo conđường gần như thuận nghịch Năng lượng giải phóng một phần để tổng hợp, phầnlớn tỏa ra bên ngoài dưới dạng nhiệt năng làm nóng khối hạt Khối hạt sẽ có nhiệt

độ cao nhất khi hô hấp đạt cực đại và quá trình tổng hợp cũng mạnh nhất, đó là thờigian sau 3 – 4 ngày ươm mầm Sau ngày thứ 5 hoặc 6 lượng nhiệt tỏa ra giảm hẳn.Hiện tượng hô hấp kéo theo cac hiện tượng khác như

Mất chất khô, giảm khoảng 4,5 - 7 kg/100 kg đại mạch ngâm

Hấp thụ O2, thải CO2 và H2O, tỏa nhiệt

Tóm lại hai hiện tượng trái ngược nhau xảy ra khi ươm mầm

Phân hủy nhiều hay ít các hợp chất nitơ và hydrocacbon trong nội nhũ Chuyển hóacác chất phức tạp thành những phần tử đơn giản

Tổng hợp các mô của mầm từ các phần tử đơn giản

Ngoài ra, các sản phẩm phân hủy do enzyme thực hiện không phụ thuộc vào nhucầu của phôi nên thường thu được sản phẩm phân hủy nhiều hơn mà phôi khôngdùng đến và còn lại trong malt tươi

Khi ươm mầm, lượng Nitơ hòa tan tăng lên, nhất là Nitơ không đông tụ khi sôi như:abumin, peptit và amino acid Chúng phân bố không đều trong hạt, một phần trong

vỏ và một phần trong mầm, tỉ lệ trong mầm rất lớn bởi trọng lượng mầm chỉ bằng 5– 6 % nội nhũ Trong mầm lượng protein có khi chiếm 27 % trong đó 1/3 là proteinhòa tan, còn lại là keo tụ

pH bình thường đối với malt là 5,8 – 6,0 Khả năng giữ pH là do các muối photphat

pH thấp là do quá trình thủy phân tạo các acid amin

Tác động của Sitase (β-glucanase-pentosanase)

Sitase là nhóm enzyme thủy phân thành hemixenlulose – cấu tử chủ yếu của thành

tế bào thành các hợp chất trung gian, sau đó thành đường đơn pentose, hexose vàcác sản phẩm khác Sitase hoạt động trước các enzyme khác, và nó bắt đầu tác độngcủa mình ở phần gần nội nhũ

Mất khoảng 7 – 8 ngày ở nhiệt độ 14 – 150C để cho sitase phân giải hạt hoàn toàn.Khả năng hoạt động của sitase quyết định thời gian nảy mầm Khi nhiệt độ tăng thìkhả năng tấn công của sitase tăng

Tuy nhiên sự tấn công của sitase sẽ hiệu quả và đều đặn hơn ở nhiệt độ thấp Hoạtđộng của sitase còn phụ thuộc bản chất đại mạch Đại mạch càng nhiều Nitơ thìcàng khó nhuyễn hơn các hạt đại mạch khác

Sitase không hòa tan màng tế bào mà làm thay đổi một cách sâu sắc khả năng thấmqua của màng tế bào, tạo điều kiện cho các enzyme khác và các sản phẩm của qúatrình phân hủy đi qua một cách dễ dàng

Hoạt động của protease

Protease được tiết ra từ phôi và hoạt động ngay khi bắt đầu ươm mầm Protease tấncông trước tiên vào các phần hordenin của tế bào nội nhũ Protease liên tục phânhủy các protein thành các abumo, pepton (tan trong dung dịch keo) sau đó thành cácchuỗi peptit và cuối cùng là các acid amin hòa tan trong dịch thực

Có 2 dạng enzyme amylase chính: α- amylase và β- amylase Nguồn gốc của cácenzyme này được xét qua 2 mặt: được hoạt hóa do enzyme protease và amylasechiết ra từ các tế bào gần phôi, bởi vì trong quá trình nảy mầm, khả năng dịch hóatăng dần nhưng chậm hơn khả năng đường hóa Các amylase tấn công và ăn mòn bềmặt hạt tinh bột Các tế bào gần mầm bị tấn công mạnh hơn còn các tế bào khác hầunhư không bị tấn công Maltose được tạo thành dưới dạng hòa tan và di chuyển đếnmầm.

2.2.4.3 Các biến đổi hóa học khác khi nảy mầm

Thủy phân lipid nhờ lipase

Có khỏang 20 – 30 % lipid bị thủy phân Acid oleic bị phân hủy hoàn toàn và acidlinoleic bị phân hủy một phần Một phần acid oleic được dùng để chuyển thành acidstearic, còn lại phần lớn acid oleic tiêu tốn do hô hấp Đầu tiên có khoảng 1,4 – 1,5

g acid béo có trong 100 g đại mạch, sau khi nảy mầm lượng này còn khoảng 1,2 –1,3 g trong 100 g malt

Hoạt động của enzyme amylophotphatase, đặc biệt là enzyme phytase thủy phân cáceste photphoric

Cơ chất của quá trình thủy phân này là phytin, có nhiều trong tế bào alơron và estehexaphotphoric của inosit, được chuyển thành hỗn hợp muối photphat của một hayhai nguyên tử kim loại và các inosit Các muối photphat này có tác dụng tạo tínhđệm và giữ pH = 5,7 trong quá trình nấu bia

2.2.4.4 Đặc điểm kỹ thuật nảy mầm của các loại malt

Trong sản xuất malt, cần lưu ý đặc điểm của malt vàng là màu vàng sáng, có vị ngọtnhẹ nhàng và hương thơm dịu, đặc trưng của malt Vị đắng dịu, hương thơm ngátnhưng rất nhẹ nhàng của bia sản xuất từ malt vàng là do hoa houblon quyết định.Còn malt đen có màu sẫm, hương và vị ngọt đậm, sản xuất ra bia có độ nhớt cao,hương và vị đặc trưng do malt chứ không phải do hoa houblon quyết định

Do đó, trong sản xuất malt vàng điều cần thiết là phải tạo ra được điều kiện để tíchlũy được hoạt lực của enzyme thật cao, đặc biệt là amylase, còn hàm lượng acidamin thì ở mức độ vừa phải, không quá cao Để đáp ứng yêu cầu này, trước hết phảichọn đại mạch có hàm lượng protein thấp nhưng có khả năng nảy mầm cao Đại

mạch sau khi ngâm có độ ẩm không quá 42 – 43 % Quá trình ươm mầm diễn ra ở

13 – 180C trong 6 – 8 ngày đêm và phải có chế độ thông gió tốt Nếu sử dụng đạimạch có hàm lượng protein cao thì khi ngâm nên cho hạt hút nước đến độ ẩm 44 –

46 % còn nhiệt độ cảu khối hạt trong qúa trình ươm mầm có thể lên tối đa ở 20 –

220C

Đối với sản xuất malt đen, trong thời gian ươm mầm phải tạo được điều kiện saocho tích lũy nhiều acid amin và đường Đại mạch sau khi ngâm phải đạt được độ ẩmcao hơn 45 % (để tăng cường hoạt độ của nhóm enzyme protease) Nhiệt độ nảymầm trong những ngày đầu khống chế ở 15 – 180C còn ở giai đoạn sau có thể tănglên tới 220C Sau một thời gian ươm, nếu thấy rễ phát triển tốt thì phải có biện pháptích lũy CO2 trong sàn ươm nhằm hạn chế hao tổn chất khô (nồng độ CO2 cao tronggiai đoạn cuối của quá trình không ảnh hưởng đến hoạt độ của hệ enzyme thủyphân) Thời gian ươm mầm là 7 – 9 ngày đêm

Nhiệt độ nảy mầm

Đối với malt vàng, nhiệt độ thích hợp nhấp cho các quá trình diễn ra ở giai đoạn nảymầm là 14 – 160C, còn nhiệt độ trong hạt là 10 – 120C Nhiệt độ tối đa ở giai đoạncuối của qúa trình nảy mầm là 180C Nảy mầm đại mạch trong sản xuất malt đendiễn ra ở nhiệt độ cao hơn và thời gian dài hơn so với sản xuất malt vàng để tạo ranhiều melanoit hơn, tạo cho malt đen màu nâu sẫm, vị ngọt đậm và hương thơm đặctrưng

Thời gian nảy mầm

Thời gian nảy mầm phụ thuộc vào nhiệt độ nảy mầm và các đặc điểm của giống đạimạch Bình thường thì chu kì nảy mầm là 7 – 8 ngày đêm cho 1 mẻ Nhìn chung,quá trình nảy mầm có thể xem là kết thúc đối với malt vàng khi chiều dài rễ gấp 1,5lần chiều dài của hạt Đối với malt đen, chiều dài rễ gấp 2 lần và lám mầm bằng ¾ -

1 lần chiều dài của hạt Quá trình nảy mầm phải kết thúc trước khi lá mầm chui rakhỏi vỏ Với những hạt đã ở tình trạng này thì phải loại ngay ra khỏi lô malt vì diệplục tố của lá mầm sẽ làm cho bia sau này có vị đắng khó chịu Đây cũng là lý do màcác khu vực nảy mầm tuyệt đối không cho ánh sáng mặt trời chiếu vào

2.2.5 Sấy Malt

2.2.5.1 Mục đích và nguyên tắc của quá trình sấy

Khi malt đã đủ nhuyễn cần phải dừng quá trình nảy mầm bằng cách sấy Trong đó 2mục đích chính của quá trình sấy là

Dừng quá trình nảy mầm và quá trình chuyển hóa tiếp theo

Cung cấp cho malt hương vị phù hợp cho loại bia làm từ chúng

Một số hiện tượng xảy ra trong qúa trình sấy (mong muốn hoặc không mong muốn),đặc biệt là

Dừng quá trình hòa tan của các hợp chất nitơ

Làm suy yếu enzyme hoặc phá hủy một số enzyme

Malt tươi trước khi đưa vào sấy có độ ẩm khoảng 45 %, sấy để giảm độ ẩm xuốngnhỏ hơn 5 % Thu được một hương vị mong muốn của malt là một vấn đề rất phứctạp Hương vị này là kết quả của những phản ứng diễn ra ở nhiệt độ cao giữa cácthành phần của malt mà trước hết là giữa các sản phẩm thủy phân Phản ứng chính

là phản ứng giữa đường và các acid amin tạo ra những sản phẩm đậm màu và mùithơm là melanoidin

Vì vậy, hương vị này không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ cao nhất đạt tới, thời giangiữ nhiệt mà còn phụ thuộc vào điều kiện ban đầu của quá trình sấy Nếu để malt

ẩm ở đầu quá trình nâng nhiệt, các phản ứng enzyme sẽ tạo ra rất nhiều các sảnphẩm thủy phân và ta sẽ dẽ dàng thu được các malt có màu và thơm Vì vậy, khi sảnxuất malt vàng thì ngược lại phải sấy malt ở nhiệt độ thấp

Độ bền khi sấy không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào độ ẩm củamalt, chúng càng bên khi malt càng khô Trong dung dịch rất nhiều enzyme bị pháhủy ở 600C và 75 - 800C chỉ sau vài giây Trong khi đó sấy luôn đạt đến nhiệt độ

800C ngay cả đối với sản xuất malt vàng Vì vậy, cần phải làm malt khô khi tăngnhiệt độ Thực tế người ta chỉ được tăng nhiệt độ lên trên 500C khi độ ẩm của maltnhỏ hơn 10 % Nhiệt độ cuối cùng không được vượt quá 1050C ngay cả khi sấy maltđen nếu không sẽ làm phá hủy enzyme

Ngoài ra còn một lí do khác không thể nâng nhiệt độ khi malt còn ẩm là do malt sẽtrở nên trong và cứng do tinh bột của đại mạch sẽ hồ hóa ở 600C và tạo ra một khối

lượng bột chín, cứng khi làm khô và malt sẽ không còn bở và gây khó khăn trongquá trình nấu Vì vậy, cần phân biệt hai giai đoạn trong quá trình sấy.

Giai đoạn sấy khô: ở giai đoạn này quá trình thủy phân enzyme vẫn xảy ra và có thểcoi là sự tiếp tục của quá trình nảy mầm

Quá trình làm nóng malt khô, còn gọi là quá trình tăng nhiệt nhanh: trong giai đoạnnày không còn xảy ra các phản ứng hóa học và lý hóa giữa các thành phần của malt.Việc phân biệt hai giai đoạn này rất quan trọng và ảnh hưởng đến quá trình sấy Khimuốn làm malt vàng, người ta phải sấy nhanh ở nhiệt độ thấp trước khi nâng nhiệtnhanh Với malt đen thì ngược lại cần phải duy trì trong suốt quá trình nhiệt độ 45 –

500C trước khi tăng nhiệt độ để giảm mạnh độ ẩm của malt

Việc sấy malt cũng có ảnh hưởng tới chất lượng của bia giống như quá trình nảymầm đặc biệt là với trường hợp malt đen Tuy nhiên, chỉ riêng sấy malt thì chưaquyết định được chất lượng malt mà cần phải lựa chọn đại mạch và điều chỉnh quátrình nảy mầm Với loại bia đen, cần phải chọn loại đại mạch có nhiều hợp chấtNitơ hơn, nảy mầm sâu xa hơn, lâu hơn để có được nhiều acid amin và đường tạo ranhiều hơn cho qúa trình hình thành các hợp chất melanoidin

2.2.5.2 Các biến đổi trong quá trình sấy

Khi nhiệt độ nhỏ hơn 450C

Khi độ ẩm của hạt vẫn còn đủ, tức là lớn hơn 20 %, sự sống của hạt và sự phát triểncủa mầm vẫn tiếp diễn Sự phát triển của phôi dừng lại ở 380C và chết ở 550C trongmôi trường ẩm Điều đó kéo theo

Sự tăng nhẹ năng lực diastase

Tăng hàm lượng đường khử và đường saccarose

Sự hòa tan một phần hợp chất Nitơ

Sự tái tổng hợp trong mầm (sự phát triển của cây mầm) dẫn đến mất mát do hô hấp

và sự thoát khí CO2

Tóm lại, sự chuyển hóa trong buồng ươm mầm vẫn diễn ra ở đầu quá trình sấy,chúng tăng lên do nhiệt độ cao hơn Trong một số trường hợp người ta có thể thúc

đẩy trạng thái này (để giảm thời gian nảy mầm 1 ngày) nhưng nói chung người tathường không sử dụng biện pháp này.

Người ta tránh sự nảy mầm trong sấy vì với loại malt đã đạt độ xốp kỹ thuật thíchhợp trong buồng nảy mầm, sự nảy mầm bổ sung này dẫn đến một quá trình nảymầm nóng rất khó kiểm soát

Khi nhiệt độ vượt qusa 450C đến 55 – 600C

Phôi bị vô hiệu hóa nhưng hoạt tính của enzye vẫn còn Điều đó kéo theo

Tăng thêm đường và dextrin, sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy tinh bột.Tăng hàm lượng hợp chất nitơ hòa tan: pepton khi nhiệt độ lớn hơn 50 0C, acid aminkhi nhiệt độ đạt 45 – 50 0C Những hợp chất này sẽ được tích lũy trong malt vì sựsinh tổng hợp trong phôi đã bị ngăn chặn

Hoạt động của enzyme tương đối lớn khi độ ẩm > 20 % rồi giảm dần và trở nên rấtyếu khi W = 10 – 12 % và bị vô hoạt ở W = 7 – 8 % Thực hiện thao tác khác nhauđối với malt vàng và malt đen: với malt vàng phải làm khô nhanh với thông giómạnh, với malt đen thì ngược lại có thể bỏ qua thông gió

Khi nhiệt độ vượt quá 600C

Quá trình sấy kết thúc làm suy yếu đáng kể các enzyme mặc dù đó là nhiệt độ làmchết các enzyme Thực ra chúng chỉ bị suy yếu đi chứ không bị phá hủy hoàn toàn

vì nhiệt độ phá hủy chúng có liên quan đến môi trường nước và độ bền của enzyme

ở trạng thái khô khó hơn rất nhiều so với trạng thái ẩm Hơn nữa, tác động có hại ởnhiệt độ nào đó càng mạnh khi càng kéo dài thời gian

Khi nhiệt độ đạt và vượt qua 75 – 800C: các enzyme càng bị suy yếu mạnh mà không bị phá hủy hoàn toàn (chúng chỉ bị phá hủy hoàn toàn khi nhiệt độ >110 –

1120C và kéo dài quá trình tăng nhiệt nhanh)

Trong thời gian này, hàm lượng nitơ hòa tan của hạt giảm nhẹ, tiếp đến là sự biếnđổi trạng thái lý học của albumin

Một cách khách quan, hiệu suất thu hồi dịch chiết malt giảm nhưng sự thay đổi nàyrất nhỏ khi nhiệt độ đạt đến 100 – 1100C

Hợp chất Nitơ

Acid amin đóng vai trò quan trọng nhất trogn quá trình sấy Chúng tạo nênmelanoidin khi tác dụng với đường khử Với malt Munich, loại malt cần tạo thànhnhiều melanoidin, người ta tạo ra các acid amin băng cách kéo dài thời gian sấy củagiai đoạn 1 Với malt vàng, người ta tránh tạo ra các acid amin này bằng cách làmkhô nhanh.

Trong malt vàng, hàm lượng của các chất hầu như không thay đổi, tính tan chỉ giảmmột chút trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh

Tóm lại sự hòa tan hợp chất nitơ trong pha ẩm càng cao khi ta càng để ẩm Sự đông

tụ trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh càng nhiều khi ta đưa lên nhiệt độ càng cao vàgiữ càng lâu Sự biến mất của acid amin trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh do sự hìnhthành melanoidin càng mạnh cùng khi ta đun nóng ở nhiệt độ càng cao và càng lâu

Sự tăng quá trình tạo màu và hình thành melanoidin

Một trong những chuyển hóa quan trọng diễn ra trong quá trình sấy là sự tạo thànhnhững hợp chất có màu gọi là melanoidin Đó là sự liên kết của đường và acid amindiễn ra ở nhiệt độ cao Những phản ứng này được Maillard phát hiện ra và đặt têncho chúng, ở nhiệt độ bình thường chỉ có một sự tổ hợp không bền giữa 2 chất này

Ở nhiệt độ cao giữa chúng diễn ra một phản ứng mạnh hơn mà cơ chế của nó vẫnchưa được làm sáng tỏ

Melanoidin là những hợp chất có màu đỏ nâu và có mùi đặc trưng Tốc đọ phản ứngtạo melanoidin phụ thuộc vào acid amin và đường tham gia phản ứng: đường khửtham gia phản ứng tốt nhất, còn đối với các acid amin thì glyxin và alanin cho thờigian phản ứng nhanh nhất, tạo ra màu đậm nhất nhưng valin tham gia phản ứng sẽtạo ra màu đậm hơn

Melanoidin không chỉ đóng vai trò chất tạo màu mà còn đóng vai trò là chất tạohương vị cho bia Đầu tiên ta muốn nói ở đây là các chất keo bền, chúng đóng vaitrò là các chất keo bảo vệ ngăn chặn không cho các chất keo kém bền làm đục bia.Hơn nữa bằng khả năng khử của mình chúng cũng giúp cho bia không bị đục

Vì vậy malt vàng phải trải qua giai đoạn tăng nhiệt nhanh ở 80 0C trong 5 h Đểtránh tạo màu cho malt vàng trong giai đoạn tăng nhiệt thì không được để chúngquá nhuyễn và cần phải được sấy khô kỹ ở nhiệt độ thấp

Trong giai đoạn đầu, lượng tinh bột giảm nhẹ do tác dụng của hệ enzyme amylase,hàm lượng đường khử giảm, nhất là với malt Munich do quá trình tạo thànhmelanoidin Hàm lượng xenlulose và pentose không thay đổi

Độ acid

Do melanoidin có phản ứng acid nên độ acdi cũng như nồng độ ion H+ ở malt đencao hơn Còn với malt vàng, công đoạn sấy ảnh hưởng rất ít đến độ acid, nó chỉ phụthuộc vào bản chất của hạt và tăng khi độ nhuyễn của malt tăng

Độ acid cao của malt vàng làm tăng hiệu suất của quá trình nấu vì pH thấp sẽ tănghoạt lực của enzyme Nhưng điều này không quan trọng vì trong quá trình nấungười ta có thể điều chỉnh pH nếu malt có độ acid thấp Tuy nhiên, để đánh giá chấtlượng malt người ta luôn dùng chỉ tiêu pH của dịch đường

Hiện tượng đốm malt trong giai đoạn sấy

Đôi khi người ta thấy xuất hiện một số vệt đen dưới dạng những đường vân trênmột số hạt malt khi sấy, người ta gọ đó là hiện tượng đốm malt hay gọi đó là maltđốm

Hiện tượng này không làm ảnh hưởng đến chất lượng bia Nhưng trước đay khi sấymalt bằng dầu malt, hiện tượng đốm malt xuất hiện nhiều với cường độ lớn làm chomalt xấu và mất giá trị thương mại mặc dầu nó không ảnh hưởng đến chất lượngmalt

Tính trong của malt

Trong công đoạn sấy, phần không nhuyễn của hạt trở nên rất cứng và trong, thậmchí ngay cả khi được sấy một cách thận trọng Hiện tượng này có thể là do sựchuyển hóa của hemixenlulose hoặc những hợp chất nitơ không bị thủy phân của tếbào Tuy nhiên người ta vẫn chưa biết chính xác phản ứng này như thế nào Tất cảnhững gì người ta biết là độ trong này sẽ mất đi khi xử lý những hạt trong này bằngamoniac Vì vậy độ trong này chỉ phụ thuộc vào trạng thái cảu malt tươi

Tuy nhiên sự trong này cũng có thể tạo ra khi sấy không cẩn thận Nếu ta nâng nhiệt

độ lên quá 60 0C khi malt vẫn còn ẩm, tinh bột sẽ bị hồ hóa, gel hóa, hạt sẽ trỏe nêncứng và trong trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh

2.2.6 Xử lý malt sau khi sấy: tách mầm và rễ malt

- Trong thành phần hóa học của rễ malt chứa nhiều hợp chất thuộc nhóm acidalkaloid Nếu những hợp chất này tồn tại trong bia sẽ gây nên những vị đắng rất khóchịu Mặt khác, một số thành phần hóa học trong rễ malt là nguyên nhân gây nênnhiều rượu bậc cao trong quá trình lên men bia, đồng thời loại bỏ sự hút ẩm (rễ,mầm), ngăn ngừa sự hút ẩm trở lại sau khi sấy

- Quá trình tách mầm được tiến hành ngay sau khi malt vừa ra khỏi lò sấy Lúc nàymầm và rễ ở trạng thái khô, dòn, rất dễ gãy nếu để nguội mầm và rễ sẽ hút ầm, trởnên dai khó tách khỏi hạt malt… sau khi sấy xong phải đưa qua xử lý ngay để tách

rễ vì rễ có alkaloid tao cho bia có vị đắng khó chịu, vì sấy xong rễ Malt giòn dễtách, là nguyên nhân tạo ra rượu bậc cao và khó bảo quản, sau đó cho Malt vào túipolymer và để ít nhất là 15 ngày để ổn định enzyme sau đó đưa vào sản xuất bia

2.3 Đánh giá chất lượng malt đại mạch

2.3.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng malt khô

- Tỉ lệ thu hồi malt khô: 100 kg đại mạch có w = 15 % sẽ sản xuất được 75 - 78 kgmalt khô có w = 2 - 4 %

- Kiểm tra cảm quan

Màu: malt vàng có màu vàng rơm, malt đen có màu sẫm hơn, vỏ malt phải óng ánh,kích thước và hình dáng phải giống như hạt đại mạch khô

Mùi và vị: phải đặt trưng cho từng loại malt, không có mùi lạ, nếu có mùi chuahoặc mốc chứng tỏ malt còn ẩm

Về độ sạch: không lẫn tạp chất, hạt không bị vỡ (lượng hạt vỡ tối đa là 15 %),lượng hạt bệnh tối đa là 1 %, lượng hạt không nảy mầm tối đa là 5 %

Trọng lượng tuyệt đối malt là từ 28 - 38 g/1000 hạt.

- Thành phần hóa học

Độ ẩm malt (vừa sấy xong) < 4,5 % và trong bảo quản tốt cho phép w < 7 %.Thời gian đường hóa của malt vàng là 10 - 20 phút ở 700C, malt đen là 20 -

30 phút ở 700C

Chất hòa tan trung bình là 65 - 82 % chất khô

Hàm lượng maltose của malt vàng là 70 % chất hòa tan, malt đen 59 - 65

% chất hòa tan

Độ axit: pH đường hóa từ 5,5 - 6,5

Những thành phần chính của malt khô (% chất khô)

 Tinh bột: 58 %

 Pentose hòa tan 1 %

 Hexozan và pentozan không tan: 9,0 %

Hàm lượng chất hòa tan: 70 - 75 %

Cường độ màu: 0,16 - 0,3 ml đối với Malt vàng còn Malt đen là 0,7 - 1,3 ml

Độ nhớt: dao động từ 0,0015 - 0,0018 N.s/m2

Hàm lượng đường: ở Malt vàng hàm lượng đường khử 65 - 72 %, và 59 - 65

% là Malt đen

Độ chua: độ chua càng thấp thì có lợi cho đường hóa, độ chua của Malt đendao động rộng hơn Malt vàng.

Độ xốp: malt càng xốp thì càng nhuyễn Đo độ xốp cho phép kiểm tra độ nhuyễnvật lý của malt Để đo độ xốp của malt người ta dùng xốp kế

2.3.2.2 Chỉ tiêu hóa học

Độ ẩm: Độ ẩm của malt vào khoảng 4 %, tuy nhiên để tiết kiệm năng lượng, xuhướng hiện nay là bảo quản malt ở độ ẩm 4,5 %

Hàm lượng chất chiết quy định

Thực hiện mẻ nấu theo quy ước chung Hàm lượng chất chiết được xác định trongphòng thí nghiệm, cố gắng thực hiện ở quy mô nhỏ nhưng với điều kiện giống nhưtrong phân xưởng nấu

Đầu tiên nghiền malt bằng máy nghiền quy định, sau đó hòa với nước ở 450C và giữtrong 30 phút Tăng nhiệt độ đến 700C, giữ 1 h rồi lọc, sau đó xác định lượng chấthòa tan bằng cách đo tỷ trọng và tính lượng chất chiết hay hiệu suất chiết Hiệu suất

ở xưởng nấu sẽ nhỏ hơn hiệu suất thu được trong phòng thí nghiệm nhưng trongtrường hợp này chúng ta không rửa lại bã, do đó 2 hiệu suất sẽ gần giống nhau

Thường thì chất chiết của malt đại mạch 2 hàng thường vào khoảng 80 – 82 % chấtkhô Cần phải trừ đi một ít đối với malt đại mạch mùa đông.

Thời gian đường hóa

Quá trình đường hóa xảy ra khi cháo malt đạt 700C Người ta sẽ kiểm tra đường hóadựa vào phản ứng đặc trưng của tinh bột và iôt: hỗn hợp có màu nâu (màu của iot)nếu tất cả tinh bột đã được chuyển hóa nghĩa là các phản ứng enzyme đã xảy rahoàn toàn Thời gian đường hóa thường phải < 10 phút

Mùi, vận tốc lọc, màu của dịch đường

Người ta thường ghi lại mùi và vận tốc lọc một cách khách quan Trong một sốtrường hợp sẽ rất cần thiết ghi lại vận tốc lọc bia khi quan sát thấy vận tốc lọc bịchậm và người làm bia thường phải quan tâm đến điều này

pH

Giá trị pH của dịch chiết quy ước nằm trong khoảng 5,7 – 5,9 Bằng cách giảm pH,người ta sẽ tăng được độ hòa tan của các chất trong một mẻ nấu Hơn nữa, biết giátrị của pH sẽ cho phép kiểm tra xem malt đã bị xử lý trong quá trình sản xuất haychưa

Trên thực tế, xử lý đường glucose (phương pháp BeI-Malt) để tăng hàm lượng chấtchiết hoặc xử lý bằng lưu huỳnh trong lò sấy sẽ làm hạ pH của dịch đường xuốngcòn 5,5 – 5,6

Giá trị pH có liên quan với hàm lượng chất chiết vì khi pH = 5,6 thì hàm lượng chấthòa tan sẽ tăng được 0,5 % so với khi pH = 5,9 Một số tác giả khác đã chỉ ra rằnghàm lượng chất chiết sẽ tăng được 0,2 % khi ta giảm pH đi 0,1

Nitơ hòa tan

Người ta xác định lượng protein hòa tan trong dịch đường phân tích bằng phươngpháp Keldan Lượng trung bình thường gặp ở malt khô là 3,5 – 4,5 % với hệ số6,25 Tỷ lệ này tăng vào thời gian đầu, sau đó sẽ ổn định vào ngày thứ 5 của quátrình ươm mầm

Nitơ acid amin

Acid amin là cac hợp chất đơn giản nhất của protein Người ta đánh giá chúng bằngphép so màu với ninhdin trực tiếp trên dịch cần phân tích Các acid amin được nấmmen đồng hóa trực tiếp, vì vậy sẽ có lợi khi sử dụng nguyên liệu là các loại maltgiàu acid amin.

Hàm lượng acid amin chiếm khoảng 120 – 160 mg % malt khô

Màu của dịch

Được xác định bằng cách so sánh bằng mắt thường màu của dịch phân tích với cácdải màu trong phương pháp phân tích EBC Giữa màu của dịch chiết và màu của biathành phẩm có mối tương quan, vì vậy xu hướng hiện nay là sử dụng các loại maltcho dịch chiết sáng màu để sảng xuất bia vàng

Hiệu suất lên men tới hạn

Chỉ số này cho biết chất lượng của đường có trong dịch hèm Bằng cách đưa vàotrong dịch hèm một lượng dư nấm men bia, người ta có thể biết được hàm lượngđường có thể sử dụng bởi nấm men, có nghĩa là người ta tạo ra các điều kiện tốtnhất để không còn đường lên men trong dịch nữa Người ta đã tính toán được cònlại khoảng 20 % đường không lên men (dextrin và các hợp chất khác), nói cáchkhác, hiệu suất lên men tới hạn đạt khoảng 80 % Nếu thấp hơn con số này chứng tỏ

sự thủy phân tinh bột trong dịch hèm chưa đạt yêu cầu

Kích thước bột nghiền

Chỉ tiêu này cho biết về độ nhuyễn của malt Đối với mỗi mẻ nấu quy ước thì kíchthước của nguyên liệu nghiền cũng được đinh sẵn: 90 % nguyên liệu nghiền phải lọtqua sàng có lỗ 0,547 mm

Trong các mẻ nấu bột nghiền thô có kích thước lớn, 30 % nguyên liệu phải lọt quasàng có lỗ 0,547 mm; người ta cũng đã thực hiện một mẻ nấu tương tự với nguyênliệu nghiền mịn, bằng cách này cho phép khẳng định độ lướn của bột nghiền có ảnhhưởng đến hiệu suất nấu hay không, nếu có thì có thể kết luận là malt vẫn chưa đạtđược độ nhuyễn sinh lý yêu cầu

Phân loại các giá trị

< 1,3 : độ nhuyễn rất tốt

Nếu sự khác nhau về hàm lượng chất chiết giữa nguyên liệu nghiền nhỏ và nghiền

to là đáng kể thì cần phải nghiền malt nhỏ hơn trong phân xưởng bia để đạt đượcchất chiết lớn nhất, tuy nhiên như vậy quá trình lọc sẽ trở nên khó khăn hơn

Protein tổng số

Người sản xuất bia không quan tâm nhiều đến loại malt có quá nhiều protein vìnhiều protein sẽ dẫn đến hàm lượng chất chiết ít và vì có mối tương quan giữa hàmlượng protein của malt và protein của sản phẩm cuối cùng là nguyên nhân gây đụckeo cho bia

Hàm lượng protein trong malt (protein biểu diễn qua nitơ với hệ số 6,25)

- Từ 10 – 11 % malt khô: rất tốt

- Từ 11 – 11,5 %: trung bình

Trong quá trình chế biến malt, hàm lượng protein tăng sau đó giảm dần Chúng ta

có thể giải thích hiện tượng này bằng cách xuất phát từ rễ malt Lượng protein gầnnhư ổn định trong quá trình chế biến malt nhưng giảm đi một lượng nhỏ ở cuối quátrình nảy mầm do bị mầm và rễ sử dụng

Chỉ số Kolbach

Chỉ số này còn được gọi là chỉ số về độ nhuyễn hóa học Đây là tỉ số giữa lượngđạm hòa tan vào dịch đường và lượng đạm tổng có trong malt khô Giá trị này nằmtrong khoảng 35 – 45 %

Kolbach đã đưa ra các giá trị sau

41 %: malt có độ nhuyễn rất tốt

35 – 41 %: nhuyễn tốt

< 35 %: độ nhuyễn chưa đạt yêu cầu

Hoạt lực diastase

Người ta đo hoạt lực diastase (amylase) bằng cách đo lượng tinh bột tan đã chuyểnhóa thành đường khử dưới tác dụng của các enzyme có trong dịch chiết malt.

Hoạt lực diastase chính là số gram maltose được tạo ra khi thủy phân tinh bột cótrong 100 g malt Kết quả nhận được có đơn vị là Windish Kolbach (WK), nằmtrong khoảng 200 -250 WK

Ở Mỹ người ta còn xác định chỉ số này theo độ LINTNER

Hoặc LINTNER = 0,3 WK + 4

α-amylase

Để xác định chỉ số này, ta cần loại bỏ hoạt động của β-amylase bằng cáh chuẩn bịtinh bột với một lượng dư α-amylase từ ngày trước hôm làm thí nghiệm, nhờ vậy ta

sẽ thu được các dextrin giới hạn

Người ta đo vận tốc phân cắt cá dextrin giới hạn nhờ enzyme có trong malt đạimạch bằng phép thử màu iot và biểu diễn kết quả theo UD (đơn vị dextrin hóa): đó

là lượng α-amylase đã dextrin hóa tinh bột hòa tan khi không có mặt β-amylase, ở

vận tốc 1 g/l.h và ở 20 0C Malt chất lượng tốt thì chỉ số này nằm trong khoảng 30 –

35 UD

Như vậy tùy theo loại bia cần sản xuất mà ta chọn mua loại malt tương ứng chotừng nhà máy bia khác nhau và cần xem xét, đánh giá chất lượng của malt theo cácchỉ tiêu ở trên Chất lượng của malt ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của bia.Thông thường hoạt lực các enzyme chính tăng lên khoảng 7 – 10 lần so với hạt đạimạch ban đầu

III Houblon

Hoa bia (tên khoa học Humulus) thường được sử dụng để tạo vị đắng cho bia kể từ

thế kỷ 17 Hoa bia chứa một số tính chất rất phù hợp cho bia:

Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt của đường mạch nha

Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi cam quít hay mùi thảo mộc

3,5

16

WK LINTNER  

Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của men bia tốt hơn trước các loại vi sinh vật không mong muốn.

Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian giữ bọt lâu hơn (tạo ra bởi cácchất cacbonat hóa bia) Độ đắng của bia thương phẩm được đo theo Thang đơn vị

độ đắng quốc tế (IBUS) Trong khi cây hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắpthế giới với nhiều giống khác nhau, nhưng nó chỉ được sử dụng trong sản xuất bia làchủ yếu

Hoa Houblon được thu họach có độ ẩm 80% được sấy đến độ ẩm 7- 12% Nhiệt độsấy từ 60- 75 oC thời gian sấy 6- 8 giờ độ dày của lớp vật liệu sấy 1 mét Quá trìnhsấy phụ thuộc nhiều vào tốc độ tác nhân sấy; chiều dày lớp vật liệu sấy; độ ẩm banđầu…

3.1 Thành phần hóa học của Houblon

Theo nghiên cứu của Steven năm 1967 thành phần của Houblon như sau:

Nhựa trong quả Houblon bao gồm 2 loại: nhựa mền và nhựa cứng

Nhựa mềm: Trong Houblon tươi chứa một số lượng nhỏ nhựa mà thành phần chủyếu của nó là α- acid và β- acid ngoài ra còn chứa một phần nhỏ dedoxy α- acid (làthành phần không đóng vai trò gì trong sản xuất bia chúng sẽ bị nấm men hấp phụ

trong quá trình lên men) Nhựa mềm là thành phần có khả năng hòa tan trong dungmôi hexane.

Nhựa cứng: Chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong Houblon tươi nhưng sẽ tăng trong quá trìnhtồn trữ Nó được cho là thành phần nhựa không hòa tan trong dung môi Hexane.Tổng nhựa của Houblon được xác định bằng tổng của nhựa cứng và nhựa mềm.Đây là thanh phần có thể hòa tan trong dung môi Diethylether và Methanol

Phương pháp xác định phần trăm các loại acid được tiến hành bằng cách độ độ hấpthu của dung dịch trích ly acid từ Houblon trong dung môi Toluen sau khi pha loãngtrong dung dịch Metanol kiềm được đo tại 3 bước sóng 275 nm; 325 nm; 355 nmnbằng máy quang phổ kế Công thức tính hàm lượng các acid như sau:

%α-Acids = D [_19.07A275 + 73.79A325 – 51.56A355]

%β-Acids = D [5.10A275 – 47.59A325 + 55.57A355]

Trong đó D là hệ số pha loãng

3.1.2 Polyphenol (Tanin)

Proanthocyanidin

Là thành phần polyphenol hòa tan trong nước tên gọi Catechi và Enpicatechin thànhphần được cấu tạo bởi các monomer flavan-3-ols Phân tử Proanthocyanidin có thểchứa đến 20 monomer Đa số Proanthocyanidin sẽ bị loại bỏ trong quá trình lắng vìchúng sẽ kết lắng dưới tác dụng của nhiệt, chỉ có những phân tử có khối lượng phân

tử nhỏ (dimer; trimer ) tồn tại trong dịch nha góp phần vào việc bảo quản, chốngôxy hóa và cải thiện hiện tượng đục của bia đồng thời do chứa điện tích dương nênchúng có tác động đến sự ổn định của hương vị sản phẩm

3.1.3 Flavonoids

Xanthohumol (XN)

Màu vàng của Lupulin chứa Xanthohumol chiếm hàm lượng 1,5 % so với khốilượng khô của Houblon trước đây chúng không được quan tâm lắm vì là nguyênnhân gây nên hiện tượng đục bia nên cần phải được loại bỏ Tuy nhiên, gần đâyngười ta đang nghiên cứu và thấy rằng nó có khả năng chống ung thư và kháng

khuẩn Vì thế trong một số trường hợp sản phẩm bia chứa Xanthohumol được chorằng có giá trị trong y học.

Isoxanthohumol (IX)

Xanthohumol hòa tan kém trong nước, thành phần này nhanh chóng bị kết tủa vàchỉ có 1 phần rất nhỏ tồn tại trong bia thành phẩm Vì thế trong quá trình đun sôichúng chuyển sang một dạng đồng phân gọi là Isoxanthohumol có khả năng hòa tantốt hơn chất này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm có khả năng chốngung thư

8-Prenylnaringenin và Desmethylxanthohumol

Một hợp chất khác chứa trong Houblon được quan tâm nhiều là 8-Prenylnaringenin

(8- PN) còn được gọi là “Hopein” Hop tươi chứa rất ít thành phần này chúng đượchình thành do sự đồng phân hóa trong quá trình đun sôi của hợp chất

Desmethylxanthohumol có trong Houblon với hàm lượng ít hơn XN rất nhiều vì thế

sự hình thành 8- PN rất chậm Trước đây các nhà khoa học cho rằng những ngườiphụ nữ làm công việc thu hoạch hoa bằng tay có hiện tượng rối lọan kinh nguyệt là

do trong hoa có chứa kích thích tố nữ (estrogen) Ngày nay, thủ phạm gây nên hiệntượng này được xác định là do 8- PN vì chúng có họat tính như một kích thích tố nữvới hoạt độ cao hơn estrogen Chính điều này dẫn đến khả năng chống ung thư các

bộ phân như vú, tử cung, tuyến tiền liệt Hàm lượng 8-PN trong bia thành phẩm rấtnhỏ <0,1 ppm

Xanthogalenol

Là một trong những thành phần có trong Houblon vừa được khám phá trong loạiHoublon cao hàm lượng alpha của Châu Mỹ Hợp chất này hịên còn được nghiêncứu tại các quốc gia có nền công nghiệp bia phát triển

3.1.4 Pectin

Thành phần Pectin chiếm 1 tỉ lệ khiêm tốn trong thành phần Houblon và chúngkhông có vài trò lớn đối với sản phẩm bia, hầu hết chúng được loại bỏ trong quátrình lắng cặn Tuy nhiên, theo những nghiên cứu cho thấy Pectin có trong Houblonđóng vai trò ổn định bọt Với hàm lượng pectin Houblon 30 ppm có thể làm cảithiện và gia tăng khả năng ổn định bọt của sản phẩm bia

3.1.5 Tinh dầu dễ bay hơi

Tinh dầu chiếm khỏang 0,4- 2,5 ml/100g sản phẩm tinh dầu chưng cất từ Houblon.Trong nguyên liệu thô (chưa qua chưng cất) chứa nhiều tinh dầu hơn so với nguyênliệu đã xử lý nhưng hàm lượng Lupulin trong 2 dạng không có khác biệt lắm

Thành phần chủ yếu của tinh dầu Houblon là Terpene Terpene trong tinh dầuHoublon có 3 dạng: monoterpene myrcene; α-humulene; β-caryophyllene Cácdạng này thường hoặc chuyển đổi cho nhau và chiếm đến 80 % hàm lượng tinh dầucủa Houblon Ngoài ra chúng còn chứa các loại Terpene khác như α- ; β-selinene vàβ-farnesene Trong số các loại tinh dầu theo các nghiên cứu dường như chỉ cóMyrcene có tác dụng tích cực đến hương thơm của bia

3.1.6 Các hợp chất lưu hùynh

Được cho là góp phần làm giảm hương thơm của Houblon Chúng được phát hiệntrong Houblon với số lượng phụ thuộc vào chế độ chăm sóc; chủng loại và số lượngthuốc chống nấm mốc; thành phần khóang chất của đất…

Ví dụ : Tính toán lượng Houblon sử dụng trong sản xuất bia

Giả thiết đầu:

-Thể tích dịch 100 Hl

-Độ đắng 20 mg/ lít Iso α- acid trong sản phẩm cuối cùng

-Sản phẩm Hop 90 % Aroma viên chứa 5 % α- acid

-Thời điểm sử dụng Houblon: Giai đoạn đun sôi

-Cao chứa 30 % α- acid

(c) Lượng α-acids chứa trong hoa viên aroma (5 %):

0.67 x 100/5 = 13.4 kg hoa viên aroma

3.3 Đánh giá chất lượng Hops

Chất lượng hoa huplong được đánh giá qua hai chỉ tiêu đại diện: cảm quan và các thành phần hóa học chủ yếu

Về cảm quan hoa huplong được xếp theo 3 loại sau:

Loại 1: Hoa có màu vàng đến vàng óng, cánh hoa to đều chắc, chưa bị rách và bị bệnh

Loại 2: hoa có màu vàng hoặc vàng lục, cho phép có những chấm đỏ caphê trên cánh hoa đồng thời có một số hoa bị rách cánh hoa khoảng 1,5 cm

Loại 3: màu hoa từ xanh vàng đến màu nàng, cánh hoa bị rách nhiều và có nhiều vết

đỏ caphê trên cánh hoa hàm lượng tanin trong hoa dao động khá lớn, thường từ 6% trọng lựơng hoa

2-Giá trị các thành phần hóa học hoa huplong, căn cứ vào tổng lựơng chất đắng tinhdầu và tanin có trong hoa:

Bảng 3: Hàm lượng chất đắng trong hops

Chỉ tiêu Bột hoa hops

(% chất khô)

Bột hoa đã được xử lý(% chất khô)

Cao hoa(% chất khô)

%); Hàm lượng α-acid cao (hương thơm tạm chấp nhận, hàm lượng α- acid 9- 16

%) Hiện nay trên thị trường Houblon có 2 dạng: Dạng cao và dạng viên

- Houblon cao: cung cấp vị đắng dịu cho bia, dạng sệt màu xanh lá đậm Houblon

dạng này đã qua quá trình trích ly cô đặc nhựa houblon nên hàm lượng α-acid đắngrất cao Sử dụng dạng houblon cao vì khi trích ly sẽ tách được chất đắng trong hoa ởdạng đậm đặc, chất lượng của chất đắng được bảo toàn tốt hơn, sử dụng thuận lợi vàhiệu quả hơn nhiều Nhược điểm chủ yếu của cao hoa là hàm lượng tinh dầu thơmthấp, ngoài ra các nhà sản xuất bia còn lo ngại nguy cơ còn sót lại gốc hữu cơ củadung môi nên có thể mang độc tố và ảnh hưởng tới môi trường Houblon cao đượcđóng trong hộp sắt tây và bảo quản ở điều kiện lạnh

- Houblon viên: cánh hoa houblon sau khi thu hoạch được sấy khô, xay nhuyễn và

được ép thành viên Houblon viên tạo mùi đặc trưng cho bia, có dạng viên nhỏ, cóthành phần α-acid đắng ít nhưng lượng tinh dầu nhiều, chủ yếu dùng trích ly hương

Có 3 loại hoa viên

- Hoa viên loại 90

- Hoa viên loại 45 (nồng độ cao)

- Hoa viên đã được đồng phân hóa (isomeric)

Houblon viên được đóng gói trong bao giấy nhôm và cũng được bảo quản trongđiều kiện lạnh

Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thểđược lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là men

ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces uvarum), với nhiều

giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất Men bia sẽ chuyển hoá đườngthu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và cacbon dioxit (CO2) Trước khi các chứcnăng của men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại menbia hoang dã Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trênphương pháp cổ này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụngcác loại men bia được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao Trung bình, hàm lượng cồntrong bia là khoảng 4-6 % rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2 % và caotới 14 % trong một số trường hợp nào đó Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loạibia chứa tới 20 % cồn

nm, chiếm 15- 25 % chất khô của tế bào bao gồm phần lớn phosphomannan (31 %)

và glucan (29 %) Vách tế bào có 3 loại glucan không tan trong kềm, không tantrong axit và β-1,3-linked polymer, chúng đóng vai trò giữ cho vách tế bào bềnchắc Chúng cũng có một số nhánh glucan hòa tan trong kềm hầu hết là β-1,3-linkages, cùng một ít β-1,6-linkages Vách tế bào cũ chứa một ít β-1,6-linkedglucan Chitin, một polymer của N-acetylglucosamine cũng có trong vách tế bào với

số lượng chiếm 2 - 4% chủ yếu hiện diện tại vị trí sẹo chồi Lipid chiếm khoảng 8.5

% và protein chiếm 13 % Carbohydrate có trên bề mặt của tế bào nấm men đóngvai trò kháng nguyên và mang tính chất miễn dịch của tế bào Thành phần của vách

tế bào phụ thuộc vào điều kiện phát triển, tuổi của canh cấy, và đặc biệt phụ thuộcvào chủng nấm men

4.1.2 Màng plasma (Plasma Membrane)

Tác dụng chống lại sự xâm nhập của nước trong môi trường (cấu trúc có nhữngphần tử kị nước quay ra ngoại và những phần tử ưa nước bên trong nội bào) Thànhphần chính của màng plasma bao gồm lipid và protein (liporotein) theo tỉ lệ nhấtđịnh ngoài ra nó cũng chứa một ít Carbohydrate Bề dày màng plasma khoảng 8-10

nm, với những điểm nhô Đây là những điểm giúp tế bào hấp thu cơ chất từ môitrường vào và trao đổi chất với môi trường bên ngoài Ngoài ra đây còn là nơi cácenzyme ngoại bào được phóng thích ra môi trường Cấu trúc của màng có một lớpprotein được chèn giữa hai lớp lipid tạo thành bề mặt kị nước hai bên màng Vớicấu trúc này chúng giúp tế bào duy trì và ngăn chặn sự lưu thông trong và ngoài tếbào Màng plasma đóng vai trò trong việc kiểm soát các chất vào và ra khỏi tế bàomột cách chọn lọc

4.1.3 Khe quanh tế bào chất (The Periplasmic space)

Đây là khoảng giữa bề mặt bên ngoài của màng plasma và bề mặt trong của vách tếbào Nơi đây tiết ra các dịch tế bào bao gồm enzyme invertase, acid phosphatase

Cụ thể tại đây đường succrose bị phân hủy bởi enzyme invertase tạo thành fructose

và glucose

4.1.4 Nhân tế bào

Nhân tế bào có đường kính khoảng 2 mm, ở trạng thái nghỉ nhân thường có vị trí kếbên không bào Nhân tế bào chứa DNA và protein chúng được bao bọc bởi màngnhân Nhân chứa 16 cá thể liên kết trong phân tử DNA Màng nhân có những nếpgấp, những nếp gấp này liên quan đến vòng đời của tế bào

so với tế bào Vào cuối chu kỳ phân chia không bào sẽ chia làm hai một trong tế bào

mẹ và một trong tế bào Không bào chứa các enzyme thủy phân protein, những

enzyme thủy phân khác cũng như những sản phẩm như acid Không bào được baobọc bởi một màng gọi là tonoplast.

3.1.7 Sinh trưởng- Sinh sản

Hầu hết các chủng nấm men trong sản xuất bia là nhị bội thể (diploid), đa bội thể(polyploid) hoặc có số bội thể không chỉnh (aneuploid), trong khi đó các chủngtrong phòng thí nghiệm hấu hết là đơn bội thể (haploid) Vòng đời của nấm menđược tính từ khi chúng được tạo ra từ tế bào mẹ đến khi chúng chết Sự sinh sản củanấm men không phải là không có kết thúc Tuổi của nấm men phụ thuộc vào số lầnchúng đã phân chia Khả năng phân chia tối đa của nấm men được gọi là “Hay flicklimit.” Khi tế bào đạt đến giới hạn này nó sẽ không thể tiếp tục sinh sản nữa và sẽchết Mỗi tế bào nấm men có thể sinh sản được từ 10- 33 tế bào con Trong sản xuấtcông nghiệp chủng nấm men lên men bia ale có thể đạt tối đa 21,7 ±7,5 lần phânchia và tối thiểu 10,3 ± 4,7 lần phân chia Khi quan sát dưới kính hiển vi chúng ta

có thể xác định tuổi của tế bào dựa vào số lượng sẹo chồi, và sự gia tăng kích thướccủa tế bào, số lượng nếp gấp trên bề mặt nhân, số lượng hạt trong tế bào chất, vàtình trạng nảy chồi của tế bào Tế bào càng già khả năng thích ứng với các biến đổicàng kém

Do sinh sản bằng kiểu nảy chồi vì vậy sau một lần sinh sản trên tế bào mẹ sẽ hiệndiện một vết sẹo, điều này không có trên tế bào con Như vậy số sẹo chồi trên bềmặt tế bào nấm men trong tuổi sinh sản sẽ tăng dần (10- 40) Trong điều kiện môitrường giàu chất dinh dưỡng như dịch nha và điều kiện nhiệt độ tối ưu thời gian đểtạo ra một thế hệ mới khoảng 90 phút

4.1.8 Phân loại:

Nhóm nấm men nổi:

Nhiệt độ lên men: từ 10-250C

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

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

Khả năng lên men đường tam kém

Nhóm nấm men chìm: