Tổng quan quy trình sản xuất bia

Quy trình sản xuất bia bao gồm 15 bước tuy nhiên tùy theo quy trình bắt đầu từ đâu chúng ta có số bước khác nhau

1.     Nảy mầm- Chuyển hạt đại mạch thành Malt (bao gồm các khâu: Sấy- Tồn trữ- Ngâm nước- Nảy mầm- Sấy- Tồn trữ Malt)

2.     Nghiền Malt- Nhằm mục đích phân nhỏ các hạt tinh bột tạo điều kiện thủy phân

3.     Trích ly nước nha- Thủy phân các thành phần trong hạt Malt thành cơ chất cho vi sinh vật sử dụng

4.     Tách nước nha- Tách pha lỏng khỏi pha rắn bằng thiết bị lọc thùng; lọc khung bản…

5.     Đun sôi dịch nha- Thanh trùng, đông tụ, cô đặc và trích ly hoa Houblon.

6.     Tách cặn- Loại bỏ thàh phần đông tụ và các mảnh còn lại của Hoa Houblon

7.     Làm lạnh dịch nha và sục khí- Tạo điều kiện lên men

8.     Chuẩn bị giống- Chuẩn bị canh cấy tinh sạch; giữ giống; loại bỏ vi khuẩn có hại; Họat hóa giống.

9.     Vào Giống- Cho giống vào môi trường lên men

10. Lên men chính- Vi sinh vật tăng sinh khối và tạo ra sản phẩm chính là Cồn; CO₂ cùng các sản phẩm phụ

11. Lên men phụ- Ổn định và làm chín sản phẩm, bảo hòa CO₂

12. Thu hồi men (rút men)- Nhằm giảm mật độ men trong sản phẩm chưa chín (trưởng thành)

13. Lọc trong bia- Loại bỏ thành phần cặn và làm sáng trong sản phẩm

14. Đóng chai- Chiết sản phẩm vào bao bì sử dụng

15. Tồn trữ và phân phối- Lưu trữ và vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ cuối cùng trong điều kiện hoàn hảo.

Thường các nhà máy sản xuất bia chỉ tiến hành sản xuất từ khâu nghiền Malt còn khâu nảy mầm do những nhà máy chuyên biệt tiến hành.

 

3.1. Nguyên liệu trong sản xuất bia – yêu cầu kỹ thuật.

3.1.1. Malt đại mạch

Đại mạch được trồng ở nhiều nơi trên thế giới chủ yếu trong vùng khí hậu ôn đới. Có 2 loại đại mạch là Hordeum vulgare (6 hàng) và Hordeum distichon (2 hàng). Trên bông của đại mạch có 6 hàng bông nhưng loại Hordeum distichon chỉ có 2 hàng bông phát triển thành hạt còn loại Hordeum vulgare cả 6 hàng bông đều phát triển thành hạt. Mặc dù cả 6 hàng bông đều có hạt nhưng kích thước hạt quá nhỏ nên Đại mạch 6 hàng không được sử dụng để sản xuất Malt trong khi Đại mạch 2 hàng có kích thước hạt phù hợp cho việc sản xuất Malt. Đại mạch trồng được 2 mùa: mùa Đông và mùa Xuân. Sản lượng đại mạch hàng năm trên thế giới khoảng 135 triệu tấn nhưng chỉ có khỏang 21 triệu tấn được dùng để tạo ra khỏang 17 triệu tấn Malt phục vụ cho nhu cầu của thế giới. Trong số này 94% dùng để sản xuất 1,6 tỉ Hl bia hàng năm; 4% để sản xuất rượu chưng cất; 2% dùng sản xuất giấm.

Hạt đại mạch bao gồm:

-Vỏ trấu (10- 12%);

-Vỏ lụa (2- 3%);

-Lớp Aleurone (4- 5%);

-Tinh bột trong nội nhũ (77- 82%)  và khoảng 5% Protein

-Phôi (2- 3%).

Sản xuất Malt

Sấy khô, tồn trữ và sử dụng

Hạt đại mạch cần phải được bảo đảm không bị hư hỏng nhất là lớp cám và phôi trong quá trình sấy khô và bảo quản nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho sử dụng. Tỉ lệ nảy mầm của đại mạch sử dụng sản xuất Malt phải bảo đảm trên 90%. Vì vậy nếu sử dụng phương pháp sấy để làm giảm hàm ẩm thì nhiệt độ sấy đại mạch không quá 60^oC. Nếu hạt đại mạch có độ ẩm cao được khuyến cáo sấy ở nhiệt độ thấp hơn. Khi độ ẩm của hạt lớn hơn 16% chúng ta tiến hành sấy hạt cho đến độ ẩm của hạt thấp hơn độ ẩm không khí.  Hạt đại mạch có độ ẩm 16% không nên tồn trữ thời gian dài mà nên đem sử dụng ngay. Trong tồn trữ nếu độ thóang khí không tối ưu có thể ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm.

Khi hạt có độ ẩm nhỏ hơn 12% nên làm ấm hạt để tránh hiện tượng ngủ ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm. Quá trình làm ấm ở điều kiện kiểm soát nhiệt độ 35- 40^oC thời gian 2- 4 tuần trong quá trình cần theo dõi khả năng nảy mầm của hạt.

Trong quá trình tồn trữ cần phải bảo đảm độ thoáng khí, tránh hiện tượng bốc nóng khối hạt và dịch chuyển ẩm cục bộ.

Ngâm nước; nảy mầm; sấy và chất lượng Malt

Ngâm nước với mục đích làm tăng độ ẩm của hạt tạo điều kiện cho hạt nảy mầm. Lượng nước dùng để ngâm khỏng 900 lít cho 1 tấn hạt. Ngoài phương pháp ngâm chúng ta có thể sử dụng phương pháp phun cho hiệu quả tiết kiệm nước nhưng hạn chế sự phát triển của Enzym nội bào β 1,3:1,4 glucanase. Giai đoạn ngâm và rửa làm mất một số chất như: Phenol; acid amin; đường; khoáng chất nhưng cũng giúp loại bỏ vi sinh vật. Ngâm nước đóng vai trò rất lớn đến hoạt tính sinh học của hạt. Trong quá trình ngâm có thể dùng thêm các chất: Ca(OH)₂ 0,05- 1%; NaOH 0,05- 0,1% với mục đích tăng khả năng loại bỏ hợp chất phenol. Formaldehyde 0,05- 0,1% với mục đích sát trùng; H₂O₂ 0,1- 1% nhằm tăng cường oxy. Độ ẩm tối ưu của hạt sau quá trình ngâm đạt 46% nhiệt độ của quá trình ngâm duy trì 16^oC, thời gian 2 ngày.

Bảng . Hàm ẩm của nguyên liệu đại mạch và Malt trong các giai đoạn.

Trạng thái	Ẩm độ ban đầu	Ẩm độ cuối	Nhiệt độ	Thời gian
Thu hoạch		15%
Sấy	15%	11%	< 60oC
Ngâm	11%	46%	16- 20oC	2 ngày
Nảy mầm	46%	43%	16- 20oC	5 ngày
Sấy Malt	43%	5%	Thay đổi
Sản phẩm Malt		5%

 

Quá trình nảy mầm sảy ra khi độ ẩm của hạt đạt 40- 46% trong 2 ngày. Rất nhiều phản ứng sảy ra trong hạt nhằm phát triển mầm và bộ rễ của hạt đại mạch. Thời gian nảy mầm kéo dài 5- 6 ngày; nhiệt độ tối ưu từ 16- 20^oC (ở 16^oC enzym Amylase tạo ra nhiều hơn enzym Protease; ngược lại tại nhiệt độ 20^oC enzym Protease lại được tạo ra nhiều hơn Amylase vì thế nhiệt độ nảy mầm cần thay đổi tùy theo mục đích và loại Đại mạch). Đặc biệt trong quá trình nảy mầm độ ẩm không khí duy trì gần 100% và độ thoáng khí mạnh. Để thúc đẩy qua trình nảy mầm các chất Hocmon sinh trưởng có thể được sử dụng, từ năm 1959 những nhà sản xuất Malt sử dụng acid gibberellic một chất chiết xuất từ quá trình lên men của nấm mốc Gibberella fujikuroi với hàm lượng 0,2- 0,25 ppm dùng trong ngày đầu tiên của quá trình nảy mầm. Hạt phải được nảy mầm trước khi cho Hocmon vào như thế chúng mới hấp thụ hiệu quả. Việc dùng Kali bromate nồng độ 50- 100 ppm kết hợp với acid gibberellic giúp tăng khả năng thủy giải protein tuy nhiên Kali bromate lại hạn chế việc phát triển bộ rễ nên hiện giờ trong công nghiệp sử dụng rất hạn chế

Sấy Malt nhằm bất họat vi sinh vật và làm độ ẩm của Malt từ 43% đến 5% với mục đích kéo dài thời gian tồn trữ của Malt. Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy cần tăng cường độ thóat ẩm trái lại ở cuối giai đoạn sấy cần giảm cường độ thoát ẩm. Độ ẩm thấp có tác dụng làm dừng hoạt động của enzym. Quá trình sấy cũng quyết định đến màu sắc của Malt dựa vào nhiệt độ ngoài ra còn tạo hương cho sản phẩm. Màu sắc của Malt có được do phản ứng Melanoidin (Maillard) giữa đường và acid amin. Malt được sấy trong điều kiện độ ẩm cao và thời gian dài dẫn đến lượng enzym bền nhiệt thấp. Malt sấy ở nhiệt độ dưới 65^oC có thể làm gia tăng hàm lượng DMS trong nước nha nóng. Trong khi Malt sấy ở nhiệt độ từ 80- 82^oC có thể làm tăng SMD trong quá trình lên men từ việc chuyển hóa Dimethysulfoxide (DMSO). S- methymethyonin (SMM) trong Malt quyết định đến hàm lượng Dimethysulfate (DMS) tồn tại trong bia thành phẩm (hàm lượng từ 50- 100ppb) chất này có vai trò quan trọng đến hương thơm của bia thành phẩm (chất này có trong bia lager nhưng ít thấy trong bia ale). Nitrosodimethylamine (NDMA) là một tác nhân gây ung thư sinh ra trong quá trình nảy mầm khi Hordernin của phôi phản ứng với Oxyt nitơ sinh ra trong quá trình sấy trực tiếp bằng khí thiên nhiên. Hàm lượng NDMA trong Malt thương phẩm nhỏ hơn 20ppb. Ethyl carbamate cũng là một tác nhân gây ung thư nó được tạo ra trong quá trình nảy mầm nhưng phát triển trong qua trình chưng cất để khống chế chất này người ta chỉ sử dụng loại nguyên liệu chứa ít Cyanide để sản xuất rượu. Nồng độ cho phép của Ethyl carbamate trong rượu nhỏ hơn 150ppb.

Sự đa dạng của sản phẩm Malt

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại Malt, ta có thể chia ra làm 2 loại Malt: dùng cho rượu chưng cất và bia

Malt dùng cho rượu chưng cất có 2 loại: Whisky lên men từ dịch trích ly Malt và Whisky lên men từ hạt Malt. Cả 2 loại này đều được sấy ở nhiệt độ thấp nên hàm lượng DP (β- amylase)cao. Người ta cũng có thể sử dụng Malt tươi để sản xuất rượu vì chúng chứa một lượng enzym lớn hơn so với Malt đã sấy.

Bảng 5.2. Bảng phân tích các chỉ tiêu của Malt

Phân tích	Phân tích EBC			Phân tích lúa mì	Phân tích	Phân tich IOB
	Pilsner	Lager	Munich			Lager	Ale	Distillers
Độ ẩm %	4.0	4.0	4.0	5.0	Độ ẩm %	4.5	4.0	4.0
Trích ly %	79	80	79	84	Trích	300	305	81
Nguyên chất/Thô	2.0	1.5	1.0	1.0	pH	5.9	5.6	5.9
Khác biệt %					Nguyên chất/Thô %	5.0	2.5	1.0
Màu EBC	2.0	2.0	15	3.0	Khác biệt
-Amylase (DU)	35	35	28	45	Màu EBC	2	5	2
Diastatic power	250	250	100	300	-Amylase (DU)	35	30	38
Windish–Kolbach					Diastatic power	70	65	75
Diastatic power (8L)	76	76	33	90	glucanase (IRV)	700	500	700
Prôtein tổng	11	10.5	11	13	Nitơ tổng	1.7	1.6	1.6
Chỉ số kolbach TSN/TN	40.0	42.0	45	42	Chỉ số cải tiến TSN/TN	38	40	39
Tính bở %	87	87	88	-	Tính bở %	88	92	90
Tính đồng nhất %	98	98	98	-	Anthocyanogens (ppm)	55	50	60
Các loại lương thực %	2.0	2.0	2.0	-	Polyphenols (ppm)	150	140	150

 

Ghi chú: TSN tổng số nitrơ hòa tan. TN nitơ tổng

 

Malt dùng cho sản xuất bia cũng có nhiều loại: Malt Pilsener và Lager có độ màu thấp khoảng 2 EBC; Malt trung bình có độ màu khỏang 7 EBC; Malt Munich có độ màu khoảng 15- 20 EBC và nồng độ enzym thấp hơn so với Malt lager. Màu sắc của Malt phụ thuộc vào nhiệt độ sấy ví dụ Malt hổ phách/nâu có độ màu từ 900 đến 1100 EBC; Malt đen có độ màu từ 1100 đến 1400 EBC.

Bảng 5.1. Bảng phân tích màu sắc của Malt và nhiệt độ sấy

Sản phẩm	Trích ( )	Độ ẩm (%)	Màu ( )	Nhiệt độ ( )
Rượu bia	305	4.0	5.0	100
Rượu bia nhẹ	300	4.5	2.0	80
Light Crystal	265	7.0	25-35	75
Tinh thể Malt	268	4.0	100-300	75
Malt nâu	280	2.0	100-140	150
Malt chocolate	268	1.5	900-1100	220
Malt rang	265	1.5	1100-1400	230
Malt lúa mạch	270	1.5	1000-1550	230

 

3.1.2. Nguyên liệu thay thế và phụ liệu

Theo luật độ thuần khiết của Đức ban hành thì thế liệu (Phụ liệu) được định nghĩa là những nguyên liệu ngòai Malt; Houblon; Nước; Nấm men. Thực tế trong  văn bản chính thức của luật độ tinh khiết bia đức năm 1516 không xem Nấm men là nguyên liệu chính sản xuất bia. Còn theo Ủy ban tiêu chuẩn thực phẩm của Anh định nghĩa phụ liệu là bất cứ nguồn Carbon hydrat ngoài Malt đại mạch góp phần vào chất lượng đường của dịch nha. Phụ liệu được sử dụng trong 3 lĩnh vực sau:

-Những phụ liệu thô phi Malt dạng rắn sử dụng trong quá trình sản xuất bia (Gạo; ngũ cốc chưa nảy mầm).

-Những phụ liệu dạng lỏng đưa vào tạo nên tính chất đặc trưng (chế phẩm Sirop)

-Những loại Malt ngũ cốc khác Malt đại mạch góp phần vào chất lượng dịch nha (Malt thóc; Malt lúa miến…)

Trong chương này chúng ta tìm hiểu các thế liệu dùng trong sản xuất bia. Việc sử dụng thế liệu có thể mang lại những bất lợi (hàm lượng nitrogen hòa tan giảm do protein ít; không hoặc chứa ít enzym) tuy nhiên chúng cũng mang lại lợi ích đáng kể (Giảm giá thành; tăng tính chất hương vị cho sản phẩm bia; cải thiện khả năng giữ bọt).

Trong sản xuất bia Giá trị của bia dựa theo công thức:

Giá trị bia= Khả năng chiết xuất+ Số lượng sản phẩm – Giá thành

Như vậy hiệu xuất chiết xuất càng cao thì giá trị sản phẩm càng lớn

Tại Mỹ lượng phụ liệu sử dụng trung bình khỏang 38%, Bắp là loại phụ liệu được sử dụng nhiều và thông dụng nhất chiếm 46%; Gạo chiếm 31%; các loại đường và Sirop chiếm 22%.

Bắp (Ngô)

Bắp được sử dụng nhiều ở Mỹ và Canada ở dạng xay của bắp vàng, mục đích loại bỏ lớp vỏ ngoài và phôi (chứa nhiều dầu) chỉ để lại nội nhũ. Hiệu suất trích ly của Bắp thấp hơn những thế liệu khác nhưng lại chứa nhiều đạm và chất béo hơn. Nhiệt độ hồ hóa của thế liệu bắp thấp hơn (62- 74^oC) so với gạo (64- 78^oC). Bắp nếu sử dụng dạng tấm cho hiệu suất trích ly cao hơn và khả năng lên men được cải thiện kết quả này được kiểm chứng trong quy mô phòng thí nghiệm. Các nghiên cứu cũng khảo sát về khả năng trích ly, hàm lượng amino acid, độ nhớt của dịch nha và cho thấy một số lợi ích của thế liệu Ngô.

Trong nghiên cứu của Meilgaard ông thấy rằng chất lượng đường trong dịch nha khi sử dụng thế liệu là bắp và gạo với tỉ lệ 20% (có nghĩa tỉ lệ thế liệu đạt 20% mà không thay đổi chất lượng dịch nha so với sử dụng 100%) mặc dùmức độ đường Succrose và đường Fructose giảm khi tăng tỉ lệ thế liệu. Khi sử dụng tỉ lệ Bắp 30% ta có thành phần chất thơm bay hơi tương ứng với khi dùng 100% Malt. Việc dùng thế liệu với tỉ lệ cao là nguyên nhân tăng mức độ Diacetyl khi kết thúc quá trình lên men chính, tuy nhiên chúng ta có thể khắc phục hiện tượng này trong quá trình lên men phụ.

Gạo

Gạo là loại thế liệu được sử dụng đứng hàng thứ 2 sau Bắp tại Mỹ. Gạo có giá thành cao hơn bắp khoảng 25%. Gạo được sử dụng dưới dạng đã tách trấu, cám và mầm. Tuy nhiên trong quá trình loại bỏ các thành phần trên chú ý giảm tỉ lệ hình thành tấm thực tế để giảm giá thành công nghệ chấp nhận tỉ lệ tấm 30%. Do gạo chứa ít chất béo hơn bắp vì thế Gạo được sử dụng trong nhiều nhà máy sản xuất bia. Gạo dùng trong sản xuất bia sẽ cho hương thơm và vị trung tính, sản phẩm có màu sáng và trong.

Chất lượng của bia dùng thế liệu Gạo có thể cần phải cải thiện một số yếu tố như: Độ trong; Nhiệt độ hồ hóa; Độ nhớt của dịch cháo; Hương thơm của cháo; Hàm lượng chất béo; Hàm lượng protein…Gạo bị hư hỏng trong quá trình vận chuyển và tồn trữ cũng là một vấn đề cần quan tâm nhưng với những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong bảo quản điều này không còn là mối quan ngại.

Không phải tất cả các loại gạo đều có thể dùng sản xuất bia, do có những lọai gạo có độ nhớt cao khi hồ hóa dẫn đến việc khó khăn khi bơm dịch. Theo các nhà nghiên cứu nếu gạo có thời gian dịch hóa khi đun sôi trong thời gian 15 phút có thể dùng làm thế liệu sản xuất bia. Trong quá trình hồ hóa để tạo điều kiện thuận lợi trong giai đoạn đường hóa và dịch hóa gạo người ta thêm vào lượng Malt lót từ 5- 10% với mục đích sử dụng lượng enzym có trong Malt để làm giảm khối lượng mạch tinh bột. Vào cuối giai đoạn nấu cháo trong một số trường hợp nhiệt độ nồi cháo đạt đến 112^oC.

Theo các nghiên cứu và hiện còn tranh luận về hàm lượng nitơ hòa tan trong dịch nha khi dùng thế liệu gạo còn thấp hơn khi dùng thế liệu Bắp.

Lúa mạch

Việc sử dụng lúa mạch chưa nảy mầm trong sản xuất bia như một thế liệu đã có từ lâu. Tuy nhiên, do độ ẩm cao của hạt lúa mạch cao (18- 20%) nên gây ra một số khó khăn trong quá trình.

Trong quá khứ lúa mạch sử dụng trong sản xuất bia ở dạng đã được hồ hóa sơ bộ ở nhiệt độ 85^oC sau đó được làm khô đến độ ẩm 8- 10%. Việc hồ hóa sơ bộ giúp cho khả năng trích ly β- Glucan và làm gia tăng hàm lượng β- Glucan trong dịch nha. Khi quá trình hồ hóa sơ bộ bằng hơi nước có thể dẫn đến tăng độ nhớt của dịch nha. Tinh bột của lúa mạch dễ dàng bị thủy phân hơn tinh bột bắp và gạo. Lúa mạch bỏ vỏ có thể làm tăng khả năng trích ly tuy nhiên việc này lại ảnh hưởng đến quá trình lọc vì vỏ trấu đóng vai trò trong việc tạo màng lọc. Nhược điểm của thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm là làm giảm lượng nitơ hòa tan và màu của dịch nha. Khi dùng thế liệu với tỉ lệ thấp có thể làm tăng khả năng ổn định bọt, tuy nhiên khi dùng với tỉ lệ cao có thể làm tăng độ nhớt của dịch nha và khó lọc do lượng β- Glucan nhiều. β- Glucan dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ 65^oC với tác dụng của β- Glucanase của Malt.

Tại một số nhà máy bia tại Úc sử dụng thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm lên 50%. Tuy nhiên, người ta bổ sung lượng enzym bằng các chế phẩm có chứa β- Amylase, Protease và β- Glucanase chiết xuất từ vi khuẩn Bacillus subtilis.

Khả năng lên men dịch nha từ thế liệu lúa mạch chưa nảy mầm với tỉ lệ 50% bằng với tỉ lệ 100% Malt. Tuy nhiên, trong dịch nha dùng thế liệu này chứa ít đường Fructose, Succrose, Glucose, Maltotriose nhưng nhiều đường Maltose hơn so với dịch nha trích ly từ Malt đại mạch. Sản phẩm bia có sử dụng thế liệu so với sản phẩm dùng 100% Malt không có sự khác biệt về cảm quan.

Lúa Miến (Kê)

Mặc dù được xem là thế liệu rất có tiềm năng trong thời gian 50 năm trước nhưng chỉ trong 20 năm gần đây lúa miến mới được sử dụng rộng rãi. Đây là loại ngũ cốc có sản lượng đứng hàng thứ 5 trên thế giới đây là nguồn lương thực chủ yếu của vùng trung Mỹ và Châu Phi.

Châu phi đã sử dụng lúa miến để sản xuất bia với nhãn hiệu “Bantu bia” ở Nam Phi, “dolo” ở Burkina Faso, và “billi billi” ở Chad (Sát). Những loại bia này không dùng houblon, có vị chua nhẹ và thường không qua quá trình lọc vì thế thừơng được sử dụng ở vùng nông thôn. Tại Mỹ mãi đến năm 1943 lúa miến mới được sử dụng như một thế liệu vì tình hình khan hiếm nguyên liệu. Tuy nhiên, vào thời gian này kỹ thuật nghiền chưa tốt nên dẫn đến những vấn đề về hiệu suất trích ly và vị đắng của sản phẩm. Ngày nay với những tiến bộ khoa học kỹ thuật vấn đề trên đã được giải quyết. Có lẽ vì những tác động xấu của lúa miến khi sử dụng lần đầu nên tại Mỹ việc sử dụng nó như một thế liệu rất hiếm trừ khi sử dụng với yếu tố kinh tế.

Lúa miến là một loại ngũ cốc có khả năng Strees nước rất cao vì thế nó thường được trồng tại vùng nhiệt đới và vùng Trung Mỹ với sản lượng 2- 3,8 tấn/ Arce khi không được bón phân và sẽ tăng cao khi được chăm bón tốt.

Tổ chức lương nông thế giới (FAO) khuyên nên dùng lúa miến để sản xụất bia.

Thành phần tinh bột của lúa miến tương tự như bắp gồm 75% Amylopectin và 25% amylose. Kích thước hạt tinh bột lúa mạch 15μm so với 10μm của tinh bột bắp. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột lúa mạch (68- 72^oC) cao hơn so với tinh bột bắp (62- 68^oC). Trong quá trình nấu cháo để quá trình trích ly đạt hiệu quả cao người ta bổ sung 5%lượng Malt lót vào nồi cháo.

Tinh bột bắp

Tinh bột bắp là một thế liệu có giá thành cao nhất trong sản xuất bia. Nó được tạo thành bằng công nghệ nghiền ướt. Do giá thành cao nên chúng ít được sử dụng trong sản xuất bia. Thành phần tinh bột bắp chứa 96% lọt sàng 200 mesh.

Tinh bột ngô có thể sử dụng chung với gạo và bắp đây là lựa chọn khả thi của các nhà sản xuất. Nhiệt độ hồ hóa và dịch hóa của tinh bột bắp thấp hơn so với gạo và bắp vì thế khi sử dụng kết hợp chúng ta chú ý tránh bị khét do quá trình lắng đọng (tăng tốc độ khuấy).

Sử dụng tinh bột bắp cho dịch nha có thành phần và tính chất tương tự khi dùng thế liệu gao. Hiệu suất thu hồi có thể tăng 1- 2%; không có khó khăn trong quá trình lọc. Nhìn chung việc sử dụng thế liệu tinh bột bắp trong sản xuất bia vào quy mô và giá thành.

Tinh bột lúa mì

Tinh bột lúa mì ít được sử dụng tại Mỹ trong sản xuất bia vì lý do giá thành cao, chỉ có Canada sử dụng lượng lúa mì trong thời kỳ vào mùa chính vụ. Thành phần hóa học của tinh bột lúa mì rất giống với tinh bột bắp. Một tính chất quan trọng của tinh bột lúa mì là nhiệt độ hồ hóa của chúng tương đương với nhiệt độ của Malt nên có thể trộn trực tiếp vào nồi nấu Malt. Tuy nhiên, nếu sử dụng thiết bị nấu riêng chúng ta có thể nâng hiệu suất thu hồi lên 10% so với sử dụng chung nồi.

Để thu nhận tinh bột lúa mì chúng ta sử dụng công nghệ tương tự đối với bắp. Nhiệt độ trong tồn trữ nên dưới 52^oC để tránh hiện tượng vón cục. Nhiệt độ nấu tinh bột lúa mì không vượt quá 98^oC để tránh hiện tượng trào bọt.

Do tinh bột lúa mì chứa nhiều β- Glucan nên trong quá trình nấu chúng ta sử dụng lượng Malt lót 10%, duy trì nhiệt độ 48^oC trong 30 phút trước khi nâng nhiệt độ lên 66^oC để tạo điều kiện thủy phân β Glucan tốt hơn.

Bỏng ngũ cốc

Là sản phẩm ngũ cốc được xử lý ở nhiệt độ 260^oC sau đó cho tăng kích thước đột ngột bằng phương pháp giảm áp suất đột ngột. Loại thế liệu này khi sử dụng không cần có quá trình hồ hóa sơ bộ. Quá trình tạo sản phẩm làm biến tính một lượng protein đáng kể nên khi sử dụng có thể làm giảm lượng protein hòa tan trong dịch nha.

Cả lúa mạch và lúa mì đều có thể dùng tạo bỏng ngũ cốc. Các phân tích thành phần hóa học cho kết quả tương đương giữa 2 loại nguyên liệu trên. Người ta thấy rằng nếu nấu bỏng ngũ cốc trong thiết bị riêng ở nhiệt độ 71- 77^oC trước khi hội cháo vào nồi Malt sẽ cho hiệu suất cao hơn khi nấu chung. Một vấn đề cần quan tâm trong quá trình vì bỏng ngũ cốc hút nước nhiều hơn những loại phụ liệu khác.

Siro

Các loại siro thường dùng trong sản xuất bia như siro Glucose; siro đường mía và siro đường nghịch chuyển. Mặc dù khác nhau về thành phần như chúng đều là nguồn Carbonhydrat.

Sản phẩm siro Glucose được sử dụng trong những năm 1950 với độ chuyển hóa 64- 68 DE (“dextrose equivalent”). Bằng những tiến bộ của công nghệ enzym ngày nay thế giới tạo được các sản phẩm siro với độ DE khác nhau. Một trở ngại khi sử dụng thế liệu này là chúng chứa khỏang 20% đường không lên men.

Bảng . Tỉ lệ đường (%) của Siro được tạo thành bởi các phương pháp so với 100% Malt đại mạch.

Loại đường	Xúc tác acid	Acid và Enzym	Enzym	Dịch Malt
Glucose	65	40	5	8
Maltose	10	28	55	54
Maltotriose	5	12	20	15
Dextrin	20	20	20	23

 

Nguồn: Cung cấp bởi Chantler, J. 1990. Tech. Q. Master Brewers’ Assoc. Am., 27:78–82.

Một điểm yếu của thế liệu siro là trong quá trình tồn trữ xảy ra các phản ứng hóa nâu (melaloidin) vì vậy các nhà sản xuất thường thêm Sulfite vào siro nhằm ngăn chặn hiện tượng này. Sulfite là tác nhân gây dị ứng cho một số người và làm mất mùi của sản phẩm. Ngoài ra siro còn được cho là có dư vị  gắt và mang hương vị của bắp. Chính vì thế chúng ít được sử dụng làm phụ liệu trong sản xuất bia mãi cho đến những năm 1980 khi mà kỹ thuật xay ướt được ứng dụng và do xu hướng sử dụng phụ liệu dạng lỏng ở những nước Nam Mỹ (Tỉ lệ phụ liệu lên đến 50%) cùng với việc nhu cầu thị trường tăng lên 50%. Việc sử dụng phụ liệu dạng lỏng trong sản xuất bia rất có triển vọng trong tương lai nếu chúng ta khắc phục được các nhược điểm của loại nguyên liệu này như: Tăng tỉ lệ đường có khả năng lên men (Maltose); giảm tỉ lệ đường Glucose; cải thiện khả năng tồn trữ (giảm phản ứng hóa nâu) hoặc tạo ra các loại siro chứa các loại đường riêng biệt để khi sử dụng chúng ta nhanh chóng pha trộn các loại đường theo yêu cầu lên men.

 

 

Malt làm từ các loại ngũ cốc khác Đại mạch

Malt lúa mì

Bia Berlin Weiss là nhãn hiệu được sản xuất từ Malt lúa mì, việc sản xuất bia từ Malt lúa mì còn hạn chế vì kỹ thuật nẩy mầm lúa mì còn một số vấn đề cần nghiên cứu thêm. Malt lúa mì cho khả năng trích ly tinh bột cao vì trong quá trình nảy mầm chúng ta đã xử lý lớp vỏ hạt.

Malt yến mạch và Malt lúa mạch đen

Malt yến mạch chỉ được sử dụng hạn chế trong sản phẩm bia nâu khi dùng kết hợp với Malt đại mạch. Malt lúa mạch đen ngày nay hầu như không còn sử dụng trong sản xuất bia mặc dù trước đây 50 năm nó đã được dùng để sản xuất loại bia đặc biệt. Lúa mạch đen đã được dùng để sản xuất giấm và thức uống chứa cồn có qua chưng cất (Wishky lúa mạch đen của Canada ).

Malt lúa miến

Malt lúa miến có nhiều khác biệt so với Malt đại mạch. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột lúa miến từ 64- 68^oC cao hơn nhiệt độ hồ hóa tinh bột của Malt đại mạch khỏang 10^oC. Họat độ enzym của lúa miến chỉ bằng 50% so với Malt lúa mạch được giải thích do họat độ của enzym β- Amylase thấp hơn, mặc dù họat độ của enzym α- Amylase của Malt lúa miến cao hơn so với Malt đai mạch.

Việc sử dụng nguồn thế liệu Malt lúa miến ngày nay đang gia tăng một phần xuất phát từ những chính sách kinh tế. Cụ thể vào những năm 1988 khi Nigeria ban hành luật cấm nhập khẩu Malt đại mạch và khuyến khích sử dụng các nguyên liệu địa phương (lúa miến) dẫn đến các nghiên cứu trên nguyên liệu này nhằm mục đích sử dụng như một thế liệu thay thế cho Malt đại mạch. Các nghiên cứu này dẫn đến việc 30% sản lượng lúa miến của Châu Phi được sử dụng trong mục đích sản xuất Malt đáp ứng nhu cầu sản xuất bia. Malt của lúa miến trắng thích hợp hơn để sản xuất Malt hơn so với lúa miến đỏ vì chúng chứa ít polyphenol.

Bảng . So sánh giữa Malt lúa miến và Malt đại mạch

Kết luận

Việc sử dụng các loại phụ liệu trong sản xuất bia liên qua trực tiếp đến luật thuần khiết sản phẩm bia của Đức. Ngày nay, phụ lịêu được sử dụng rộng rãi tại nhiều khu vực và quốc gia trên thế giới nhằm mục đích giảm giá thành và đạt được những tính chất đặc trưng cho sản phẩm. Với các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ sinh học và công nghệ enzym mở ra hướng ứng dụng các loại phụ liệu trong sản xuất bia ngày càng phổ biến.

 

3.1.3. Hoa houblon

Mặc dù các chứng cứ cho thấy rằng bia đã được sản xuất từ những năm 7000 trước công nguyên bởi người Babylon nhưng chắc chắn hoa Houblon chưa được dùng trong sản xuất bia cho mãi đến gần đây. Các chứng cứ của việc sử dụng Houblon đầu tiên trong bia tại trung tâm Châu Âu khoảng năm 1000 sau công nguyên nhưng không được chắc chắn. Các tài liệu ghi chép cho thấy Houblon được sử dụng trong sản xuất bia tại Đức và Cộng hòa Séc trong thời gian từ 1000- 1200 và nước Anh sử dụng vào thế kỷ 14. Văn bản luật đầu tiên quy định việc sử dụng houblon trong sản xuất bia là luật độ thuần khiết được ban hành vào năm 1516. Houblon cũng theo những người khai phá vào Mỹ và Nam Phi vào thế kỷ 17; Úc và New Zealand vào thế kỷ 19; Ngoài những ưu điểm về hương thơm houblon còn được các nhà sản xuất quan tâm rất sớm vì khả năng kháng khuẩn của nó trước khi máy lạnh nhân tạo được giới thiệu.

Houblon ngày nay

Hiện nay Houblon được trồng rất rộng rãi cả Nam và Bắc bán cầu, để thành công trong việc trồng cây houblon cần phải đạt yêu cầu cả mặt kỹ thuật (cách chăm bón) và điều kiện khí hậu (ôn đới). Hiện nay Đức và Mỹ là 2 quốc gia sản xuất Hop lớn nhất thế giới (chiếm 60% tổng sản lượng). Sản lượng và tỉ lệ được thể hiện trong bảng.

Bảng . Quốc gia diện tích trồng và sản lượng trung bình của HOP từ năm 1999- 2002

			Tỉ lệ (%)
Quốc gia	Diên tích (Ha)	Hop (triệu tấn)	Diện tích	Sản lượng
Đức	18,569	30,107	32,0	31,4
Mỹ	13,715	29,015	23,7	30,3
Trung Quốc	4,689	11,935	8,1	12,5
Cộng hòa Séc	6,107	5,870	10,5	6,1
Anh	1,998	2,740	3,4	2,9
Ba lan	2,238	2,506	3,9	2,6
Slovenia	1,748	2,246	3,1	2,3
Úc	818	2,230	1,4	2,3
Tây ban nha	780	1,439	1,3	1,5
Pháp	811	1,356	1,4	1,4
Nam Phi	491	891	0,8	0,9
New Zealand	385	790	0,7	0,8
Các nước khác	5,602	4,657	9,7	4,9
Tổng cộng	57,987	95,782	100,0	100,0

 

Cây Houblon

Houblon được cho rằng có xuất xứ từ Châu Á (có thể từ Trung Quốc) chúng được phân bố vùng Nam bán cầu nhưng cũng phát triển tốt tại Bắc bán cầu. Theo phân loại thì Hop thuộc bộ thực vật Humulus lupulus L. Thuộc Bộ (order) Urticales; Họ (family) Cannabaceae; Chi (genus) Humulus; Loài (species) Lupulus được dùng trong sản xuất bia.

Humulus lupulus là một loại cây lâu năm thuộc loại dây leo lá có 3 hoặc 5 thùy được mô tả như một loại thực vật có cây đực và cây cái. Chỉ cây cái mới tạo thành hoa Hop bên trong chứa các hạch Lupulin. Vào mùa xuân cây Hop mọc ra các chồi hướng thẳng lên trên sau một thời gian ngắn chúng xoắn lại theo chiều kim đồng hồ dựa vào một trụ bất kỳ đóng vai trò như giá

đỡ và lớn lên. Khi cây đã lớn sẽ xuất hiện các chồi tại các vị trí nách là và phát triển thành bông. Hoa Houblon có cấu trúc gồm bao hoa và đài hoa, bao hoa chỉ có tác dụng bảo vệ và làm chỗ dựa cho đài hoa dính vào và các hạch Lupulin phát triển. Trong hạch Lupulin chứa những chất góp phần tạo nên đặc tính của sản phẩm bia gọi là Resin và các tinh dầu thiết yếu. Nếu để phát triển tự nhiên thì những cây đực sẽ ra hoa và thụ phấn cho hoa cái kết quả hình thành các hạt tại nhụy hoa; hoa đực sẽ rụng sau khi đã hoàn thành vai trò lịch sử của mình. Như vậy chỉ có hoa cái chưa thụ phấn mới được dùng trong sản xuất bia

Trong vùng trồng cây Houblon bất cứ cây đực nào hiện diện cũng cần được loại bỏ để tránh hiện tượng thụ phấn vì khi hiện tượng này xảy ra hoa Houblon không còn bảo đảm các thành phần góp phần tạo hương vị cho bia vì chúng tham gia vào quá trình phát triển hạt. Tuy nhiên trại một số vùng của Anh người ta trồng xen kẽ cây đực trong vườn cây cái để kích thích sự phát triển của hoa cái, bằng cách này người ta có thể làm tăng năng xuất của cánh đồng.

Humulus japonicus và Humulus yunnanensis là 2 loài cây houblon nhưng không được sử dụng trong sản xuất bia vì số lượng hạch Lupulin ít và không có tác động tích cực cho sản phẩm.

Kỹ thuật canh tác cây Houblon

Điều kiện thổ nhưỡng

- Đất trũng và phì nhiêu

- Có nắng vào mùa hè và lạnh vào mùa đông

- Cung cấp đủ nước

- Không có côn trùng và các bệnh khác

- Có thời gian nắng trong ngày (quang kỳ) thay đổi.

Điều kiện cuối cùng cực kỳ quan trọng đối với kỹ thuật trồng Houblon chúng chỉ được phát triển tốt trong vùng vĩ độ từ 35 đến 55 vì vùng này có thời gian ban ngày ngắn và trong chu kỳ phát triển chúng cần những khỏang ánh sáng khác nhau. Nếu thời gian nắng ban ngày dưới 13 giờ cây sẽ ngừng phát triển nhưng nếu trên 13 giờ nắng mỗi ngày cây sẽ phát triển ra hoa và tạo quả. Tuy nhiên, để ra hoa cây cần đạt một số yêu cầu về độ trưởng thành chính vì thế ở vùng ôn đới có những ngày thời gian nắng kéo dài 15- 16 giờ mà cây vẫn không ra hoa. Tại một số quốc gia (Nam Phi) tuy điều kiện địa lý không cho phép nhưng với việc cung cấp ánh sáng nhân tạo người ta cũng có thể trồng thành công cây Houblon

Cách trồng

Cây Houblon được trồng thành hàng có giàn cho cây leo (giống trồng đậu đũa). Giàn cho cây leo thường có chiều cao từ 4- 6 mét và khỏang cách các gốc từ 1,6- 3 mét và khoảng cách mỗi hàng cách nhau từ 1,5- 2 mét.

Quá trình sinh trưởng

Sau thời kỳ trú đông cây bắt đầu hồi sinh bằng sự nảy chồi vào đầu mùa xuân. Trong giai đoạn này cân tỉa bỏ những đoạn cây chết và những phần đã ra hoa của mùa trước. Vào cuối mùa xuân chồi đã phát triển khoảng 50- 80 cm ta chỉ chọn khỏang 4 chồi khỏe nhất cho leo lên giàn, cần thường xuyên theo dõi sự tấn công của côn trùng và sâu bệnh để kịp thời can thiệp. Việc chăm sóc cây góp phần tạo nên thành phần của sản phẩm sau này.

Tưới tiêu

Tại những vùng khí hậu ôn đới và ven biển việc tưới tiêu không đáng quan tâm tuy nhiên nếu chúng ta quan tâm tốt đến việc này cũng góp phần tăng năng xuất thu họach. Những vùng có lượng mưa thấp việc tưới tiêu cực kỳ quan trọng. Có 3 cách tưới thường được sử dụng: Tưới từ trên ngọn xuống (dùng vòi phun); tưới theo dòng (mương); và tưới nhỏ giọt (ống nhỏ giọt). Mỗi phương pháp tưới đều có ưu và nhược điểm, thường người ta kết hợp bổ sung dưỡng chất trong quá trình tưới.

Thuốc bảo vệ thực vật

Việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật trên cây Houblon liên quan đến lịch sử và truyền thống của các vùng trồng trọt. Vùng Bắc bán cầu do đã trồng cây này trong thời gian lâu và tập trung nên thuốc bảo vệ thực vật rất cần thiết vì cây có nhiều bệnh và nhiều loại côn trùng phá hoại. Ngược lại ở vùng Nam bán cầu do thời gian canh tác chưa lâu cùng với việc không trồng tâp trung nên việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật rất hiếm. Các loại bệnh, côn trùng và thuốc bảo vệ thực vật thường dùng trên cây Houblon thể hiện trong bảng

 

 

 

 

 

Bảng . Các côn trùng và bệnh của cây Houblon

Côn trùng	Tên khoa học	Triệu chứng	Cách xử lý
Bọ rầy xanh	Phorodon humuli	Gây rụng lá và có thể làm hỏng quả	Xử lý bằng hóa chất hoặc bằng thuốc trừ sâu sinh học
Bệnh nhện đỏ	Tetranychus urticae	Làm bạc lá và quả dẫn đến giảm năng suất thu họach bệnh này bùng phát trong điều kiện thời tiết nóng	Xử lý bằng phun hóa chất
Bệnh
Mốc	Podosphaera macularis	Do nấm mốc gây hiện tượng những mụn trắng trên lá và đôi khi trên quả	Bệnh truyền rất nhanh nhưng dễ dàng kiểm sóat nếu phát hiện và xử lý lý sớm
Bệnh tàn lụi	Verticillium albo-atrum	tàn lụi cả cánh đồng	Chưa có thuốc điều trị, chỉ có thể ngăn ngừa bằng biện pháp an toàn loại bỏ triệt để những cây bị bệnh
Bệnh do virus	Hop Mosiac và Hop latent viruses	Là nguyên nhân làm giảm năng suất thu họach và hàm lượng ά- acid	Chưa có thuốc điều trị

 

Sấy khô và đóng gói

Hoa Houblon được thu họach có độ ẩm 80% được sấy đến độ ẩm 7- 12%. Nhiệt độ sấy từ 60- 75 ^oC thời gian sấy 6- 8 giờ độ dày của lớp vật liệu sấy 1 mét. Quá trình sấy phụ thuộc nhiều vào tốc độ tác nhân sấy; chiều dày lớp vật liệu sấy; độ ẩm ban đầu…Trước đây người ta thường đốt lưu huỳnh để sấy nhưng vì lý do môi trường ngày nay phương pháp này ít được sử dụng nếu có nhà sản xuất phải ghi rõ trên bao bì để người sử dụng dễ dàng lựa chọn. Sau khi sấy Houblon được làm nguội bằng cách đổ đống trong thời gian vài giờ sau đó mới đem đi đóng gói nếu không vận chuyển ngay đến người sử dụng thì Houblon được bảo quản ở nhiệt độ thấp. Tại Đức Houblon được chứa trong những bao có khối lượng 50- 60 Kg trong khi tại Mỹ người ta chứa trong những bao có khối lượng 200 lb (90 Kg)

 

 

Các loại sản phẩm Houblon

Trước đây người ta thường chia Houblon làm 3 loại: Hương (chứa nhiều hương, hàm lượng α-acid 3- 7%); Nhiều mục đích (Hương thơm, hàm lượng α- acid 6- 10%); 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 viên và dạng cao

Thành phần hóa học của Houblon

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

-         Resin chiếm 15%

-         Protein chiếm 15%

-         Đường đơn chiếm 2%

-         Polyphenol chiếm 4%

-         Pectin chiếm 2%

-         Tinh dầu dễ bay hơi 0,5%

-         Tro chiếm 8%

-         Ẩm chiếm 10%

-         Cellulose chiếm 43%

Resin (Nhựa)

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 chủ yếu của nó là α- acid và β- acid ngoài ra còn chứa một phần nhỏ dedoxy α- acid (là thành 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 dung môi hexane

Nhựa cứng: Chiếm 1 tỉ lệ rất nhỏ trong Houblon tươi nhưng sẽ tăng trong quá trình tồn 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 hấp thu của dung dịch trích ly acid từ Houblon trong dung môi Toluen sau khi pha loãng trong dung dịch Metanol kiềm được đo tại 3 bước sóng 275nm; 325nm; 355nmn bằng 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.

 

Polyphenol (Tanin)

Proanthocyanidin

Là thành phần polyphenol hòa tan trong nước tên gọi Catechi và Enpicatechin thành phần được cấu tạo bởi các monomer flavan-3-ols. Phân tử Proanthocyanidin có thể chứa đến 20 monomer. Đa số Proanthocyanidin sẽ bị loại bỏ trong quá trình lắng vì chúng 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, chống ôxy hóa và cải thiện hiện tượng đục của bia đồng thời do chứa điện tích dương nên chúng có tác động đến sự ổn định của hương vị sản phẩm

Flavonoids

Xanthohumol (XN)

Màu vàng của Lupulin chứa Xanthohumol chiếm hàm lượng 1,5% so với khối lượng khô của Houblon trước đây chúng không được quan tâm lắm vì là nguyên nhân gây nên hiện tượng đục bia nên cần phải được loại bỏ. Tuy nhiên, gây đây người 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 cho rằng có giá trị trong y học.

Isoxanthohumol (IX)

Xanthohumol hòa tan kém trong nước, thành phần này nhanh chóng bị kết tủa và chỉ có 1 phần rất nhỏ tồn tại trong bia thành phẩm. Vì thế trong quá trình đun sôi chúng chuyển sang một dạng đồng phân gọi là Isoxanthohumol có khả năng hòa tan tốt hơn chất này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm có khả năng chống ung 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 được hình 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 người phụ 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 hiện tượng này được xác định là do 8- PN vì chúng có họat tính như một kích thích tố nữ với 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 rất nhỏ <0,1 ppm.

Xanthogalenol

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

Pectin

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

Tinh dầu dễ bay hơi

Tinh dầu chiếm khỏang 0,4- 2,5ml/100g sản phẩm tinh dầu chưng cất từ Houblon. Trong nguyên liệu thô (chưa qua chưng cất) chứa nhiều tinh dầu hơn so với nguyên liệu 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 dầu Houblon có 3 dạng:  monoterpene myrcene; α-humulene; β-caryophyllene. Các dạng này thường  hoặc chuyển đổi cho nhau và chiếm đến 80% hàm lượng tinh dầu của Houblon. Ngoài ra chúng còn chứa các loại Terpene khác như α- ; β-selinene và β-farnesene (Hình  .) Trong số các loại tinh dầu theo các nghiên cứu dường như chỉ có Myrcene có tác dụng tích cực đến hương thơm của bia 

Các hợp chất lưu hùynh

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

Sử dụng Houblon

Việc sử dụng Houblon phụ thuộc vào nhiều yếu tố và mục đích sử dụng. Dựa vào các yếu tố trên chúng ta quyết định lựa chọn lọai Houblon nào tối ưu nhất. Các yếu tố và mục đích như:

- Mức độ đắng

- Độ thơm

- Bền mùi

- Bền bọt

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

Tính toán:

(a) Tổng số  iso-α-acids cần có trong 100 hl:

20 (mg/l) x 100 = 2000mg/hl

2000 (mg/hl) x 100 (hl) = 200,000mg =  0.20 kg iso-α-acids

(b) Lượng cao 30% sử dụng:

0.20 x 100/30 = 0.67 kg α-acids

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

0.67 x 100/5 = 13.4 kg hoa viên aroma

3.1.4. Nước

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

Chúng ta biết 97% trên bề mặt quả đất ở trong biển chỉ có 3% lượng nước là nước ngọt. Trong tổng số nước ngọt thì 75% lượng nước đó ở trạng thái đóng băng; 22% nước tồn tại dưới mặt đất (nước ngầm) vậy chỉ còn một phần nhỏ nước bề mặt tồn tại trong các ao hồ sông suối.

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

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

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 thành phẩm vì vậy nước này cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn. Tỉ lệ sử dụng 2,7: 1

Nước trong quá trình sản xuất: Dùng để vệ sinh đường ống, thiết bị, dụng cụ chứa sản phẩm. Chúng cần phải được xử lý theo tiêu chuẩn nước uống và được thanh trùng 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 vụ phòng thí nghiệm, văn phòng… Nước này có thể được xử lý tại chỗ. Tỉ lệ sử dụng 1:1

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

Vậy để có 1 đơn vị thể tích bia chúng ta cần phải sử dụng một lượng nước gấp 6 lần. Theo Kunze lượng nước cần quan tâm nhiều nhất là nước ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm bia. 1,7 thể tích dùng cho trích ly dịch nha; 0,8 thể tích dùng trong quá trình lên men; và 0,4 thể tích dùng trong quá trình lọc. Đây là lượng nước cần phải 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 trong giống trong quá trình xả đáy hoặc thu hồi nấm men.

Nước ảnh hưởng trực tiếp đến bia thành phẩm:

-         Nước dùng trong quá trình đường hóa (trích ly Malt).

-         Nước trong đường ống (dùng để đẩy nguyên liệu, sản phẩm đến thiết bị) một phần nước này sẽ được xả bỏ.

-         Nước dùng cho mục đích rửa men hoặc hòa vào sản phẩm. Lượng nước này có ảnh hưởng rất lớn đến sản phẩm vì thế chúng cần được thanh trùng trước khi sử dụng.

-         Nước dùng cho vệ sinh thiết bị và dụng cụ chứa sản phẩm. Thường lượng nước này được thải bỏ tuy nhiên do ảnh hưởng trực tiếp lên quá trình và sản phẩm nên nước cần phải được xử lý và thanh trùng.

-         Nước rửa chai sau khi chiết rót. Lượng nước này không cần quan tâm đến chất lượng nếu sản phẩm có quá trình thanh trùng.

-         Nước dùng cho lò hơi cần được xử lý để làm mềm giúp lò hơi vận hành tốt và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

Nước dùng cho quá trình sản xuất:

Đây là lượng nước dùng cho mục đích vệ sinh đường ống thiết bị, làm lạnh và thanh trùng nên cần đạt tiêu chuẩn nước uống nhất là không được có mùi lạ và vi sinh vật vì vậy chúng cần đườc xử lý theo tiêu chuẩn nước uống.

Nước dùng cho mục đích khác: Tùy theo vị trí sử dụng chúng ta có tiêu chuẩn và cách xử lý khác nhau cho nguồn nước này. Thường nguồn nước này được xử lý tại chỗ (nước dùng cho phòng thí nghiệm; vệ sinh cá nhân; văn phòng..).

Nước phục vụ: Nước sôi dùng trong quá trình sản xuất bia cần được làm mềm để kéo dài tuổi tọ của thiết bị.

Tiêu chuẩn nước dùng theo tiêu chuẩn Anh và Châu Âu

Dựa trên tiêu chuẩn về chất lượng nước uống của tổ chức y tế thế giới (WHO) ra đời 1984 và tái bản năm 1993 các quốc gia và vùng lãnh thổ xây dựng tiêu chuẩn cho nước uống tuy vào điều kiện của mình. Tiêu chuẩn nước cấp tại vương quốc Anh được chuyển đổi từ tiêu chuẩn Châu Âu 1998 và thi hành ngày 1- 1- 2004. Tiêu chuẩn này không những sử dụng cho nước cấp mà còn áp dụng cho nước dùng cho sản xuất thực phẩm.

Bảng . Tiêu chuẩn nước cấp theo UK 2000 và EU

Thông số (1988)	Đơn vị	UK 2000	EU
Độ đục	NTU (nephelometric turbidity units)	4	1
Mùi		Chấp nhận
Màu	TCU (total color units)	20	Chấp nhận
Độ dẫn	μS/cm at 20oC		2500
pH		5,5- 10,0
Aluminum	mg/l	0,2	0,2
Amonium	mg/l	0,5
Antimony	μg/l	5	5
Asenic	mg/l	0,01	0,01
Boron	mg/l	1	1
Bromate	mg/l	0,01	0,01
Cadmium	μg/l	5	5
Chloride	mg/l	250	250
Chromium	mg/l	0,05	0,05
Copper	mg/l	2	2
Cyanide	mg/l	0,05	0,05
Flouride	mg/l	1,5	1,5
Iron	mg/l	2
Lead	μg/l	0,025 (0,01)	0,025 (0,01)
Mangnese	mg/l	0,05	0,05
Mercury	μg/l	1	1
Nicken	mg/l	0,02	0,02
Nitrate	mg/l	50	50
Nitrite	mg/l	0,1	0,5
Selenium	mg/l	0,01	0,01
Sodium	mg/l	200
Sulfate	mg/l	250	250
Arcrylamin	μg/l	0,1	0,1
Aldrin and dieldrin	μg/l	0,03	0,03
Benzene	μg/l	1	1
Benzo(a)pyrene	μg/l	0,01	0,01
1,2-Dichloroethane	μg/l	3	3
Epichlorohydrin	μg/l	0,1	0,1
Heptachlor epoxide	μg/l	0,03	0,03
PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons)	μg/l	0,1	0,1
Pesticides Tổng cộng	μg/l	0,5	0,5
Pesticides khác	μg/l	0,1	0,1
Tetrachloroethene

và trichloroethene

μg/l

10

10

1,1,2-Tetrachloromethane

μg/l

3

 Tổng carbon hữu cơ

μg/l

Tùy quốc gia

Tùy quốc gia

Trihalomethanes (tổng cộng)

μg/l

100

100

Vinyl chloride

μg/l

0,5

0,5

Độ phóng xạ

 

Tritium

Bq/l

100

100

Escherichia coli

Trên 100 ml

0

0

Enterococci

Trên 100 ml

0

0

Total coliforms

Trên 100 ml

0

0

Clostridium perfringens

Trên 100 ml

0

0

Total colonies

Trên 100 ml

Tùy quốc gia

Tùy quốc gia

 

 

 

 

 

 

 

 

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 có trong nguồn nước dùng để sản xuất một số sản phẩm bia nổi tiếng thế giới.

Ion (mg/l)	Burton	Munich	London	Pilsen
Ca2+	286	80	90	7
Mg2+	62	19	4	1
Na+	30	1	24	3
HCO32-	141	164	123	9
SO42-	638	5	58	6
Cl-	36	1	18	5
NO3-	31	3	3	0

 

Do nguồn nước của vùng Burton có độ cứng rất cao nên sản phẩm tại vùng này nổi tiếng những loại bia nặng. London và Munich có nguồn nước kiềm vì thế tại đầy rất nổi tiếng loại bia sẫm màu, còn nước tại vùng Pilsen chứa rất ít khóang chất vì thế sản phẩm bia cổ điển rất nổi tiếng.

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

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 men phụ..) Các ion cũng có thể tăng hoặc giảm số lượng trong quá trình sản xuất (Nấm men trong quá trình phát triển sẽ hấp thụ ion PO₄^2-; K⁺; Zn²⁺ ; và một số Mg²⁺

Thành phần ion trong dịch nha 10 độ plato và trong bia thành phẩm

 

Hiệu ứng trực tiếp của Ion kim loại lên bia thành phẩm

Tác dụng trực tiếp của ion kim loại đến hương vị của bia được giải thích bởi việc ion 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: Vị ngọt được tiếp nhận tại mặt trước lưỡi; Vị mặn được tiếp nhận ở 2 bên lưỡi; Vị chua được tiếp nhận ở mặt sau và vị đắng được tiếp nhận ở cuống lưỡi. Việc các ion tác động đến các điểm tiếp nhận có thể làm tăng hoặc giảm cường độ vị.

Ion Sodium (Na⁺)

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

Ion Mg²⁺

Có tác dụng đến vị đắng và chua ở ngưỡng vượt 70 mg/l tác động này còn phụ thuộc vào cân bằng của ion Mg²⁺ và ion Ca²⁺

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 Cl^-

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

Ion SO₄^2-

Đóng góp vị đắng và dư hậu đắng của sản phẩm nếu hàm lượng đạt mức từ 200- 400 mg/l.

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 ta chỉ quan tâm đến 4 tác dụng chính của chúng:

Đáp ứng nhu cầu của nấm men

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

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

-         Coenzym (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.

Tác động trên enzym của Malt

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

Tác động trên hệ keo của dung dịch

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

Sự tương tác giữa các phân tử protein; polyphenol bị ảnh hưởng bởi các ion kim loại như Ca²⁺; Mg²⁺; Fe³⁺; PO₄^3- giúp cho sự tạo kết tủa trong quá trình đun hoa, lên men phụ được dễ dàng.

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

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

Tác dụng trên pH của dung dịch

Các ion như H⁺ và OH^- góp phần kiểm soát pH của dung dịch trong suốt qua trình sản xuất. Các ion CO₃^2-; PO₃^2-; acic carboxilic.. đóng vai trò như những chất đệm pH giúp 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 tuy nhiên sự có mặt của một vài Ion làm cho quá trình phát triển theo chiều hướng tiêu cực thậm chí tạo ra những sản phẩm không có lợi cho sức khỏe người tiêu dùng như ion Nitrate; Nitrite. Dưới tác dụng chuyển hóa của vi sinh vật các ion này tạo thành sản phẩm Nitrosamin là một tác nhân gây ung thư đã được kiểm chứng. Mặc dù hàm 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 ra trong Houblon cũng chứa lượng nitrate với số lượng 1% w/w.

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; Sử dụng vôi; Acid hóa; Cột trao đổi ion; Thẩm thấu ngược; Điện giải; Sử dụng muối canci.

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; Tia cực tím; Màng siêu lọc;

Loại khí hòa tan bằng kỹ thuật hút chân không;

3.1.5. Nấm men

Phân loại nấm men

Có hàng ngàn chủng Saccharomyces cerevisiae. Những chủng này được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất bia, bánh, rượu qua chưng cất và trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên vấn đề phân loại còn nhiều tranh cãi trong giới những nhà phân loại. Saccharomyces, tiếng Latin chỉ một loại đường từ nấm được đặt tên cho một chủng nấm men sử dụng lần đầu tiên  năm 1838 bởi Meyen, nhưng nó đã được Hansen nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Carlsberg laboratory ở Denmark trong những năm 1880s và ông ta đã đặt cho chủng nấm men lên men nổi tên là S. cerevisiae dùng trong sản xuất bia ale và chủng S. carlsbergensis là chủng lên men chìm ở nhiệt độ thấp dùng trong sản xuất bia lager. Trong lịch sử việc phân loại nấm men lager và nấm men ale dựa trên khả năng lên men đường đôi. Chủng nấm men lager có gene MEL tổng hợp nên enzym ngoại bào α -galactosidase (melibiase), ngược lại chủng nấm men ale không có gene này có nghĩa chúng không tổng hợp được enzym α-galactosidase. Nấm men lager thường tạo ra sản phẩm bằng cách lên men chìm ở nhiệt độ từ 7 đến 15^oC vì vậy, sau quá trình lên men chính chúng ta có thể thu nhận men từ đáy thiết bị lên men (tank lên men). Nấm men lên men nổi dùng để sản xuất bia ale có nhiệt độ lên men từ 18^oC đến 22^oC việc tận dụng giống trong sản xuất khó khăn hơn do sinh khối nấm men hấp thu khí CO₂, bọt khí này đưa sinh khối nổi lên mặt thóang của dịch lên men. Vì vậy việc thu nhận sinh khối nấm men nổi được thực hiện bằng phương pháp vớt trên bề mặt khối dịch lên men. Việc phân loại xung quanh giống nấm men  Saccharomyces còn chưa rõ ràng và vẫn còn thay đổi.

Saccharomyces sensu stricto  được xem là chủng  gốc của hầu hết các chủng nấm men dùng trong ngành công nghiệp lên men như S. bayanus, S. cerevisiae, S. paradoxus, and S. pastorianus. Việc phân loại các chủng nấm men vẫn còn trải qua nhiền biến đổi cho đến ngày nay. Có 3 nguyên nhân để giải thích cho hiện tượng này: (1) Một số loại nấm men đã bị gọi hoặc mô tả chưa đúng; (2) Những phát hiện mới về chúng dẫn đến thay đổi;(3) hoặc những xuất bản trước đây đưa ra thông tin về nấm chưa được bao quát. Do điều kiện chưa cho phép nên các nhà phân loại học trong quá khứ chỉ dựa vào những tính chất như hình dạng, nguồn dinh dưỡng… để phân loại. Ngày nay với kỹ thuật sinh học phân tử các nhà phân loại học đã dựa trên nền tảng AND để phân loại dẫn đến nhiều thay đổi.

Năm 1970, các nhà phân loại học xếp các chủng S. carlsbergensis và S. uvarum  vào nhóm nấm men Lager. Năm 1990, họ lại xếp  S. uvarum là một nhánh của S. cerevisiae. Sau đó  S. cerevisiae var. carlsbergensis lại  được xếp vào nhóm  S. pastorianus thường được viết rõ ràng với tên  S. pastorianus/carlsbergensis. Đã có nhiều tranh luận nhằm giữ tên S. carlsbergensis cho chủng nấm men lên men sản phẩm lager bia thay vì dùng tên S. pastorianus. Trong những năm gần đây các nhà khoa học lại chứng minh rằng  S. bayanus và S. pastorianus không giống nhau và không phải là chủng nấm men có trong nhóm tự nhiên (do đột biến tạo thành).

Cấu trúc tế bào nấm men

Tế bào nấm men có kích thước thay đổi từ 5- 10μm chiều dài và 5- 7 μm chiều dày tùy theo độ tuổi; giai đoạn lên men; điều kiện lên men và vòng đời

Vách tế bào

Vách tế bào nấm men đóng vai trò trong việc bảo vệ, tạo dáng, tiếp nhận cơ chất đặc biệt trong trong các phản ứng chuyên biệt.  Chiều dày vách tế bào từ 100- 200 nm, chiếm 15- 25% chất khô của tế bào bao gồm phần lớn phosphomannan (31%) và glucans (29%). Vách tế  bào có 3 loại glucan không tan trong kềm, không tan trong axit (Hình). và β-1,3-linked polymer, chúng đóng vai trò giữ cho vách tế bào bền chắc.  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-linked glucan. 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 đóng vai 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 thuộc vào chủng nấm men.

 

Màng plasma (Plasma Membrane)

Tác dụng chống lại sự xâm nhập của nước trong môi trường (cấu trúc có những phần tử kị nước quay ra ngoại và bên trong nội bào. Thành phần chính của màng plasma bao gồm lipid và protein (liporotein) theo tỉ lệ nhất định ngoài ra nó cũng chứa một ít Carbohydrate.  Bề dày màng plasma khoảng 8- 10 nm, với những điểm nhô ra (Hình 8.4). Đây là những điểm giúp tế bào hấp thu cơ chất từ môi trường vào và trao đổi chất với môi trường bên ngoài. Ngoài ra đây còn là nơi các enzym ngoại bào được phóng thích ra môi trường. Cấu trúc của màng có một lớp protein được chèn giữa hai lớp lipid tạo thành bề mặt kị nước hai bên màng. Với cấu trúc này chúng giúp tế bào duy trì và ngăn chặn sự lưu thông trong và ngoài tế bào. Màng plasma đóng vai trò trong việc kiểm soát các chất vào và ra khỏi tế bào một cách chọn lọc.

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 tế bào. Nơi đây tiết ra các dịch tế bào bao gồm enzym invertase, acid phosphatase. Cụ thể tại đây đường succrose bị phân hủy bởi enzym invertase tạo thành fructose và glucose.

Nhân tế bào

Nhân tế bào có đường kính khoảng 2 mm, và chúng ta có thể thấy rõ nhân trong pha and is visible with phase contrast microscopy. Ở trạng thái nghỉ nhân thường có vị trí kế bên không bào. Nhân tế bào chứa DNA và protein chúng được bao bọc bởi màng nhân. Nhân chứa 16 cá thể liên kết trong phân tử DNA. Màng nhân có những nếp gấp, những nếp gấp này liên quan đến vòng đời của tế bào.

Ty thể

Ty thể là nơi tạo ra năng lượng của tế bào, chúng ta có thể ví ty thể như một nhà máy phát điện của tế bào

 

Các bào quan khác

Không bào

Không bào là một bào quan lớn nhất trong tế bào có nhiệm vụ lưu trữ chất dinh dưỡng, chúng ta dễ dàng nhìn thấy dưới kính hiển vi.  Không bào thay đổi kích thước theo vòng đời của tế bào. Không bào của những tế bào trưởng thành lớn hơn 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 enzym thủy phân protein, những enzym thủy phân khác cũng như những sản phẩm như acid. Không bào được bao bọc bởi một màng gọi là tonoplast

Chu kỳ sống và gene

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 chủng trong phòng thí nghiệm hấu hết là đơn bội thể (haploid). Vòng đời của nấm men được tính từ khi chúng được tạo ra từ tế bào mẹ đến khi chúng chết. Sự sinh sản của nấm men không phải là không có kết thúc. Tuổi của nấm men phụ thuộc vào số lần chúng đã phân chia. Khả năng phân chia tối đa của nấm men được gọi là “Hay flick limit.” Khi tế bào đạt đến giới hạn này nó sẽ không thể tiếp tục sinh sản nữa và sẽ chết. Mỗi tế bào nấm men có thể sinh sản được từ  10- 33 tế bào con. Trong sản xuất công nghiệp chủng nấm men lên men bia ale có thể đạt tối đa 21,7 ±7,5 lần phân chia 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 thước của tế bào, số lượng nếp gấp trên bề mặt nhân, số lượng hạt trong tế bào chất, và tình trạng nảy chồi của tế bào. Tế bào càng già khả năng thích ứng với các biến đổi càng kém.

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

Nấm men bia thuộc nhóm đa bội thể thực tế chúng thường chứa tam bội thể, tứ bội thể hoặc số bội thể không chỉnh. Do thuộc nhóm đa bội thể nên nấm men bia có nhiều lợi thế trong việc sao mã đoạn gen điều khiển việc sử dụng đường làm tăng khả năng lên men của chúng . Cũng nhờ thuộc nhóm đa bội thể mà bộ gene của nấm men bia khá ổn định . Nhiễm sắc thể có trong nhân tế bào mỗi nhiễm sắc thể chứa  12.1 million cặp base. Để tìm hiểu về bản đồ gene của nấm men tại địa chỉ  http://www.yeastgenome.org/.   Hiện nay các nhà khoa học đã xác định được trên 6116  đoạn gene và đã giải mã được 96 gene

Đột biến và chọn lọc

Việc tạo đột biến nhằm tạo ra những dòng nấm men có nhiều ưu điểm phục vụ cho ngành công nghiệp là rất cần thiết. Sau khi tiến hành gây đột biến chúng ta chọn lựa những chủng  có nhiều ưu điểm để khảo sát và ứng dụng vào sản xuất. Các tác nhân gây đột biến như: tác nhân hóa học, tác nhân vật lý, tia cực tím thường được dùng để gây đột biến.

Lai tạo giống

Vào năn 1935 Winge và các cộng sự tại phòng thí nghiệm Carlberg nhận thấy rằng  trong vòng đời của Saccharomyces đơn bội thể và nhị bội thể có thể trao đổi cho nhau.  Mặc dù kỹ thuật lại giống dường như không được chú trọng trong một thời gian dài khi kỹ thuật tái tổ hợp DNA được cho rằng là kỹ thuật của thời đại mới nhưng kỹ thuật lai giống vẫn mang lại những thành công đáng ghi nhận trong lĩnh vực tạo giống

Nấm men sát thủ (Killer yeast)

Năm 1963, Bevan và Makower khám phá một hiện tượng chết hàng loạt trong một chủng S. cerevisiae, Chủng này được phân lập từ một mẻ bia bị ngoại nhiễm. Trong suốt 4 thập niên các nhà khoa học đã nghiên cứu nhằm tìm ra nguyên nhân của hiện tượng này. Với sự tham gia của nhiều nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau: sinh học, vi-rut học. Kết quả cho thấy rằng trong chủng  Saccharomyces, có một chủng được đặt tên là nấm men sát thủ tiết ra một độc tố mang bản chất protein có tác dụng độc và nhạy cảm đối với các chủng cùng loài, và ít có tác động hơn với những chủng khác loài.

Để kiểm tra sự tác động của nấm men sát thủ một thí nghiệm trộn 10% chủng nấm men sát thủ lager vào chủng nấm men ale. Thí nghiệm được kiểm chứng với 10 % chủng nấm men lager bình thường (không phải chủng sát thủ). Trong vòng 10 giờ toàn bộ chủng nấm men ale hầu như bị tiêu diệt, chỉ khi mật độ nấm men sát thủ lager giảm xuống còn 1% (sau 24 giờ) chủng nấm men ale mới có khả năng phục hồi

Tái tổ hợp DNA

Mặc dù các phương pháp lai giống, dung hợp thể nguyên phân đạt được nhựng thành công nhất định nhưng chúng vẫn còn nhiều giới hạn. Từ năm 1978, khi hệ thống chuyển mã gene được phát minh và ứng dụng trong giải mã gene nấm và những sinh vật khác.

Hammond đã dự đoán một khả năng sử dụng phương pháp tái tổ hợp DNA nhằm tăng cương khả năng ưu việt của nấm men. Ví dụ: tạo ra một chủng nấm men bia có khả năng sử dụng nhiều loại đường. Gene kiểm soát tổng hợp α-amylase, và chất kích thích nảy chồi (pullulanase) từ nhiều nguồn được nhân vô tính vào chủng nấm men bia tạo nên sự ưu việt của nấm men. Thật là thú vị nếu chúng ta có thể tạo ra một chủng nấm men có khả năng giảm hàm lượng diacetyl, H₂S, SO₂, và dimethyl sulfide (DMS) đồng thời làm gia tăng hàm lượng esters như isoamyl acetate.

Việc ứng dụng phương pháp tái tổ hợp AND đã tạo ra nhiều chủng với nhiều ưu việt tuy nhiên chúng chưa được thương mại hóa vì nhiều nguyên nhân một trong những nguyên nhân đó là phải có thời gian thuyết phục khách hàng chấp nhận dùng sản phẩm tạo ra từ biến đổi gene. Trường hợp đầu tiên sử dụng nấm men biến đổi gene được báo cáo năm 1994 tại United Kingdom . Nhãn hiệu bia đầu tiên trên thế giới sử dụng nấm men biến đổi gene đưa ra thị trường tại Thụy Điển vào năm 2004

Nhu cầu dinh dưỡng

Nhu cầu Oxygen

Oxygen đóng vai trò quan trọng trong quá trình tăng sinh khối của nấm men. Quá trình tạo ra sản phẩm chủ yếu của lên men bia là cồn được hình thành trong điều kiện kị khí. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả cao trong lên men bia khối dịch cần đạt yêu cầu về mật độ nấm men. Oxygen cần thiết để nấm men tổng hợp sterols và acid béo nhằm tăng sinh khối quá trình này xảy ra trong điều kiện nồng độ oxygen dưới tối ưu (suboptimal concentrations). Thực ra  nấm men có khả năng phát triển trong điều kiện kị khí khi và chỉ khi một hợp chất ngoại sinh thêm vào giúp nấm men có thể tổng hợp sterol và acid béo từ carbohydrate. Sterols và acid béo có rất nhiều trong Malt tuy nhiên trong quá trình sản xuất chúng ta đã ngăn không cho chúng hiện diện trong dịch nha.

Oxygen hòa tan (DO) tối ưu cung cấp cho bất cứ chủng nấm men bia nào cũng cần phải có độ tinh khiết và chất lượng cao. Nhu cầu oxy trong lên men phụ thuộc vào chủng nấm men. Giống nấm men ale được chia làm 4 nhóm dựa vào nhu cầu về oxy. Tương tự chủng nấm men lager cũng có nhu cầu về oxy trong quá trình rất rộng. Nhu cầu cụ thể về oxy của một chủng nấm men sử dụng trong sản xuất bia hoặc được cung cấp bởi nhà phân phối giống hoặc từ thực tế sản xuất.

Chuyển hóa Hydrocarbon trong dịch nha

Dịch nha chứa các loại đường như Fructose; Glucose; Maltose; Maltotriose; và dextrin. Nấm men dùng trong sản xuất bia chỉ sử dụng được 4 loại đường trên ngoại trừ đường dextrin để tạo ra sản phẩm bậc 2 và phục vụ nhu cầu năng lượng của tế bào. Glucose và Fructose luôn luôn được ưu tiên sử dụng trước sau đó mới tới đường Maltose và Maltotriose (Hình .) Việc sử dụng đường Maltose và Maltotriose phụ thuộc vào nồng độ đường glucose có trong dịch nha khi Glucose cao (lớn hơn 1% w/v) thì gene MAL loci (gene điều khiển chuyển hóa Maltose và Maltotriose) bị khống chế. Khi hàm lượng glucose giảm xuống còn 40- 50% thì quá trình sử dụng Maltose và Maltotriose mới bắt đầu. Như vậy việc có mặt của glucose trong dịch nha là nguyên nhân làm giảm tốc độ lên men.

Hình . Sơ đồ chuyển hóa hydrocarbon trong dịch nha của tế bào nấm men

Sản phẩm sinh ra từ nấm men (Bài tiết của nấm men)

Một trong những chất bài tiết của nấm men trong quá trình lên men là Ethanol. Đây là chất có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm bia. Ngoài ra, thành phần các chất sinh ra từ nấm men cũng có ảnh hưởng đến chất lượng như mùi.  Sự hình thành những sản phẩm này phụ thuộc vào cân bằng chuyển hóa trong môi trường nuôi cấy và có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất của sản phẩm. Chủng nấm men, nhiệt độ lên men, tỉ lệ thế liệu, pH nước nha, tỉ trọng nước nha, nồng độ oxy, áp suất… đều là những yếu tố có ảnh hưởng đến sản phẩm sinh ra từ nấm men.

Một vài chất dễ bay hơi cũng đóng vai trò rất lớn trong việc quyết định hương bia, trong khi những chất khác lại đóng vai trò làm hương nền của sản. Các chất đó bao gồm ester, carbonyl, acid hữu cơ, hợp chất sulfur, amine, phenol, và một số dạng tạp

 

Cồn (Alcohols)

Thành phần alcohol chủ yếu do nấm men sinh ra là ethanol, tuy nhiên một vài loại cồn khác cũng được tạo ra như các cồn bậc cao, dầu fusel các thành phần này góp phần quan trọng đến hương bia. Sự hình thành các sản phẩm cồn liên quan đến con đường tổng hợp protein của tế bào nấm men. Cồn bậc cao có thể được tổng hợp thông qua 2 cách: từ carbohydrate của dịch nha (đồng hóa) hoặc trong quá trình chuyển hóa amino acid (dị hóa). Hai phương cách để tạo ra các sản phẩm cồn này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng xét về tổng thể khi nồng độ amino acid trong môi trường thấp cồn sẽ được tạo ra bằng con đường đồng hóa ngược lại khi hàm lượng amino acid trong môi trường cao thì cồn sẽ được tạo ra bằng con đường dị hóa. Trong trường hợp tổng hợp n-propanol, chúng chỉ được tạo thành bằng cách đồng hóa ở đây hàm lượng amino acid dù ít hay nhiều cũng không liên quan. Việc hoán đổi nhánh trong chuỗi amino acid có tầm quan trọng trong chuyển hóa các hợp chất này thành cồn bậc cao. Các yếu tố tác động bao gồm: Thành phần của dịch nha, đặc biệt Nitơ chứa trong acid amin. Chủng nấm men chọn để tiến hành lên men cũng có ảnh hưởng đến việc tạo ra cồn. Hàm lượng cồn sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ lên men, với sự gia tăng nhiệt lượng cồn bậc cao trong sản phẩm bia sẽ tăng lên.

Ester

Trong quá trình lên men hàng trăm ester có thể được tạo ra bởi sự kết hợp giữa rượu bậc cao và Acyl- coenzym A (Acyl- CoA) được kích hoạt. Các ester và hương thơm thường gặp như: ethyl acetate (mùi trái cây); Isoamyl acetate (mùi chuối/ táo); Isobutyl acetate (mùi chuối); 2- phenylethyl acetate (mùi mật ong/ hoa hồng); Các acid béo mạch từ 6- 10 tạo thành ester có mùi táo chua hay hương hồi hương thơm đặc trưng. Sự có mặt của Ethanol với hàm lượng cao là điều kiện để các ester này phát huy mùi thơm góp phần tạo giá trị cho sản phẩm.

Các hợp chất Sulfur

Hợp chất sulfur được tạo ra trong quá trình chuyển hóa của nấm men và nằm trong bia thành phẩm. Chúng sẽ gây nên mùi khó chịu và chỉ được chấp nhận với nồng độ rất thấp. Hợp chất sulfur thường có trong bia là Dimethylsulfur (DMS) có mùi đường bắp cháy. Các tiền chất của DMS là S- methylmethionine (SMM); Dimethylsulfoxide (DMSO) là những chất được tạo ra trong quá trình Malt hóa. Để làm giảm hàm lượng DMS chúng ta có thể làm giảm hàm lượng tiền chất bằng biện pháp thích hợp trong quá trình Malt hóa.

Diacetyl and Pentane-2,3-dione

Sự hiện diện của diketone như diacetyl và pentane-2, 3 dione là những chất thường có trong sản phẩm bia chúng góp phần tạo nên tính chất mùi và vị. Chúng được mô tả có mùi bơ scotch, mật ong hoặc mùi kẹo bơ (butterscotch and honey or toffee). Hàm lượng ngưỡng của diacetyl trong bia lagers là 0,1 – 0,14 mg/l và cao hơn một ít trong bia ale. Hàng năm đều có những cuộc hội nghị vể các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ diacetyl và phương pháp đo chỉ số này.

Diacetyl và pentane-2, 3-dione được hình thành bên ngoài tế bào nấm do quá trình oxy hóa hợp chất α-acetolactate  và decarboxylation α-acetohydroxybutyrate .

Sự có mặt của diacetyl trong bia phụ thuộc vào quá trình lên men và khả năng phân hủy hợp chất này trong quá trình lên men phụ. Hàm lượng diacetyl còn phụ thuộc vào các điều kiện lên men như  pH; nồng độ α-acetolactate ; nhiệt độ lên men; hàm lượng oxy; độ lên men; và hàm lượng các ion kim loại. Cuối cùng góp phần vào việc tăng hàm lượng diacetyl trong bia do nhiễm khuẩn như Pediococcus hoặc Lactobacillus.

Tinh sạch canh cấy nấm men (Pure Yeast Cultures)

Giới thiệu (Introduction)

Việc sử dụng giống nấm men Saccharomyces để sản xuất bia đã được người xưa áp dụng tuy nhiên cách sử dụng mang tính tự nhiên (lẫn nhiều chủng và ngoại nhiễm) vì thế sản phẩm tạo ra không ổn định. Người đầu tiên sử dụng canh cấy nấm men thuần khiết trong sản xuất bia là Emil C. Hansen làm việc trong phòng thí nghiệm của Carlsberg cách đây hơn 100 năm. Hansen đã dùng kỹ thuật pha loãng để phân lập nấm men bia. Với việc phân lập này ông có thể nghiên cứu các tính chất của từng chủng. Mẻ bia đầu tiên sử dụng giống nấm men thuần khiết tại nhà máy của Carlberg năm 1883 và từ đây ưu thế của sử dụng nấm men thuần khiết để sản xuất bia ngày càng rõ ràng. Năm 1892, 23 quốc gia đã ứng dụng kỹ thuật của Hansen để sản xuất bia

 

Chọn lọc chủng (Strain Selection)

Ở trong phòng thí nghiệm hoặc trong quy mô sản xuất nhỏ không khó khăn trong việc giữ cho canh cấy nấm men thuần khiết và khỏe mạnh. Tuy nhiên, khi đưa vào sản xuất ở quy mô lớn việc này thất khó khăn. Henson và Reid1 xác định điều kiện cần thiết:

1.Thường xuyên bảo đảm nguồn nấm men thuần khiết

2.Bảo đảm cung cấp giống cho sản xuất đều đặn

3.Kiểm soát vi khuẩn

Trong nhiều nhà máy việc sử dụng nấm men để sản xuất chỉ dừng lại từ đời thứ 8 đến đời thứ 10 (fermentation cycles), hoặc khi phát hiện thấy sự ngoại nhiễm, hay có vấn đề trong quá trình lên men được xác định do giống.

Đôi khi trong sản xuất người ta có sự kết hợp giữa các chủng vì thế việc kiểm soát nhằm bảo đảm rằng trong quá trình không bị nấm men dại tránh thiệt hại kinh tế do nguyên nhân giống. Người ta thường áp dụng phương pháp cấy phân lập định kỳ để tinh sạch giống. Tuy nhiên, trong quá trình lưu trữ có thể xảy ra hiện tượng đột biến vì thề sau khi tuyển chọn chúng ta phải tiến hành khảo sát tính chất của chủng vừa phân lập để có cơ sở đưa vào sản xuất.

Ngoại nhiễm canh cấy (Contamination of Cultures)

Rất nhiều vi khuẩn có thể nhiễm vào canh cấy thuần khiết. Các sinh vật này xuất phát từ nhiều nguồn và trong nhiều công đoạn: Dịch nha, từ cấy truyền, từ thiết bị không vệ sinh kỹ. Hầu hết các trường hợp ngoại nhiễm đều bắt đầu từ các công đoạn chuyển tiếp. Chính vì vậy, để tránh ngoại nhiễm cần phải chú ý công tác vô khuẩn nhất là ở những điểm chuyển tiếp

Nấm men dại có thể xuất hiện từ nhiều nguồn, các chủng nấm men dại thường gặp như  Brettanomyces, Candida, Debaromyces, Hansenula, Kloeckera, Pichia, Rhodotorula, Torulaspora, và Zygosaccharomyces (Xem chương 16). Nấm men dại là tác nhân chủ yếu của hàng loạt nguyên nhân gây ảnh hưởng đến quá trình lên men. Nếu bị nhiễm giống nấm men dại từ canh cấy nấm men khác hậu quả sẽ tác động đến tốc độ lên men, khả năng kết lắng và vị của sản phẩm. Trong khi nếu nhiễm chủng không phải nấm men bia sẽ có hiện tượng cạnh tranh cơ chất cuối cùng làm cho sản phẩm không còn mang hương vị đặc trưng, điều này cũng xảy ra tương tự như khi bị nhiễm vi khuẩn.

Phân phối giống (Shipping of Yeast)

Một canh cấy tinh sạch thường được duy trì để thương mại hóa cung cấp cho sản xuất từ phòng thí nghiệm. Giống được chuyển đến đơn vị sản xuất bằng đường bưu điện. Thường để bảo đảm chất lượng giống nên xây dựng trung tâm lưu trữ giống cho từng vùng có như thế việc cung cấp giống sẽ nhanh chóng và bảo đảm. Nếu nhà máy đặt xa trung tâm nên xây dựng một phòng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn nhằm đáp ứng nhu cầu lưu trữ giống để phục vụ sản xuất kịp thời

Giống trong quá trình vân chuyển từ trung tâm đến nhà máy cần bảo đảm các yêu cầu sau:

1.Chọn lọc giống có khả năng cao nhất

2. Không bị ngoại nhiễm

3.Không chứa cơ chất lên men bằng cách rửa sạch bằng chất lỏng đã tiệt trùng hoặc ly tâm

4.Bảo đảm nhiệt độ 0^oC trong suất quá trình vận chuyển

5.Giống ở dạng paste có thể vận chuyển trong khoảng cách ngắn, nhưng nếu vận chuyển đi xa và dài ngày phải bảo đảm độ ẩm tối ưu khoảng 70%

6.Khi vận chuyển với số lượng nhỏ có thể giữ lạnh

7.Phải theo dõi các thông số trong suất quá trình vận chuyển như: Chất lượng, nhiệt độ, hoạt độ, và tình trạng ngoại nhiễm vi khuẩn

3.3. Công nghệ sản xuất bia

3.3.1. Nghiền Malt và thế liệu.

Nghiền nhằm 2 mục đích: giảm và kiểm soát kích thước hạt. Quá trình này phụ thuộc nhiều yếu tố: loại nguyên liệu (Malt, gạo); thiết bị (lọc khung bản; lọc thùng); quy trình công nghệ (tỉ lệ thế liệu; chủng loại thế liệu). Các loại nguyên liệu có chứa vỏ trấu cần sử dụng máy nghiền trục để duy trì kích thước vỏ trấu đóng vai trò như một lớp vật liệu lọc giúp cho quá trình lọc dễ dàng hơn. Với nguyên liệu gạo hoặc trong quá trình lọc sử dụng thiết bị lọc thùng cần sử dụng máy nghiền búa nhằm giảm kích thước hạt tạo điều kiện hồ hóa tốt hơn.

Nghiền trục (sử dụng nghiền Malt hoặc thiết bị lọc thùng)

Máy nghiền trục tác dụng đồng thời lực ép và lực xé lên nguyên liệu dẫn đến kết quả kích thước vật liệu đạt độ nhỏ nhất định nhưng vẫn duy trì kích thước thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lọc. Cụ thể nếu nghiền Malt chúng ta sẽ thu được vỏ trấu tách đôi và kích thước nhân đủ nhỏ. Vật liệu đưa vào quá trình nên có độ ẩm từ 2,5- 4%.

Máy nghiền trục có từ 2- 6 cặp trục. các cặp trục này quay ngược chiều nhau và có tốc độ quay khác nhau nhằm mục đích tạo ra lực ép và lực xé. Khỏang cách giữa 2 trục trên cao từ 1,3- 1,5mm trong khi khỏang cách này của cặp phía dưới là 0,25- 0,4mm. Thiết bị này chỉ thích hợp nghiền vật liệu khô và không dùng cho nghiền vật liệu ướt.

 

Để giảm bớt tỉ lệ nát của vỏ trấu trong quá trình nghiền khô người ta phát triển kỹ thuật nghiền trong điều kiện hơi nước áp suất thấp. Thiết bị sử dụng là máy nghiền trục vít, vật liệu đưa vào thiết bị có trang bị hệ thống cung cấp hơi nước ở phía mắt dưới và một số điểm bơm hơi nước ở mặt trên. Trong quá trình di chuyển vật liệu được bơm hơi nước có áp lực 0,5- 1bar (112- 121^oC). Thời gian vật liệu đi qua toàn bộ chiều dài thiết bị từ 50- 60 giây trong thời gian này hàm ẩm của vật liệu tăng lên từ 0,5- 1%, lượng ẩm này tập trung chủ yếu vào vỏ trấu vì vậy hàm ẩm của vỏ trấu tăng lên khoảng 23%.

Tuy nhiên, phương pháp này hiện không còn sử dụng vì nhiệt độ cao làm bất hoạt enzym và được thay thế bởi kỹ thuật nước nóng bằng cách phun nước có nhiệt độ 30- 40^oC vào vật liệu thay vì bơm hơi nước trong thiết bị hình

Kỹ thuật nghiền ướt được phát triển trên cơ sở của nghiền khô. Vật liệu trước khi nghiền được làm ẩm lên đến 30% trong thời gian từ 15- 30 phút vì thế chúng trở nên mềm dẻo hơn và vỏ trấu không bị vỡ nát khi đi qua trục nghiền. Trong kỹ thuật này khoảng cách giữa 2 trục gần hơn (0,35- 0,45mm) thiết bị nghiền ướt thường có 2 cặp trục. Điều thuận lợi của kỹ thuật nghiền ướt là vỏ trấu không bị vỡ nhưng tinh bột nội nhũ thì vỡ vụn tạo điều kiện đường hóa nhanh và thời gian lọc rút ngắn. Ngoài ra một kỹ thuật khác phát triển nhưng còn nhiều bất lợi là nghiền ướt kết hợp với đường hóa bằng cách làm ẩm vật liệu bằng nước nóng có nhiệt độ từ 60- 70^oC.

Nghiền búa

Thích hợp cho quy trình sử dụng máy lọc khung bản, vật liệu đưa vào quá trình nghiền là vật liệu khô. Dưới tác dụng của búa quay với tốc độ 1500 vòng/ phút vật liệu được làm giảm kích thước từ 2- 4mm sau đó lọt qua lưới ra ngoài. Nhược điểm của thiết bị nghiền búa là rất ồn, ngoài ra do tốc độ vòng quay lớn nên cần phải có các biện pháp an toàn cho người sử dụng.

Quá trình đường hóa (trích ly Malt)

2.3.4. Nấu – đường hoá nguyên liệu

Mục đích của quá trình đường hoá: nhằm chuyển hoá các thành phần chính của Malt và thế liệu thành những chất hoà tan trong nước và loại bỏ những chất không hoà tan ra ngoài. Các chất hoà tan có sẵn trong Malt thường là: đường, dextrine, các chất vô cơ và một phần là protein.

Các chất không hoà tan trong Malt cần chuyển hoá gồm phần lớn là tinh bột, vỏ trấu, một số protein có phân tử lượng cao và một số chất hỗn hợp khác, khi nấu xong sẽ được giữ lại trong bã hèm.

Trong bột Malt tồn tại 3 loại enzyme rất quan trọng là: protease, a-amylase, b-amylase và một số enzyme khác chiếm số lượng không đáng kể.

Việc điều chỉnh nhiệt độ để 3 loại enzyme này phát huy được khả năng xúc tác của chúng là công việc quan trọng nhất trong quá trình nấu bia.

Thực tế nghiên cứu và sản xuất cho thấy nhiệt độ thích hợp cho từng loại enzyme có trong Malt như sau :

§        Protease hoạt động mạnh ở 47 – 52⁰C

§        a-amylase hoạt động mạnh ở 70 –75⁰C

§        b-amylase hoạt động mạnh ở 60 – 65⁰C

Do đặc điểm bột gạo không qua nảy mầm, nên về cấu trúc của cơ chất gần như giữ nguyên vẹn, mặt khác các hệ thống enzyme (amyloase và protease) có trong bột thế liệu rất nghèo, không được hoạt hóa, do đó tính chất hồ hóa của tinh bột thể hiện rất mạnh, sau khi qua điểm hồ hóa, ở điều kiện gia công nhiệt nước (nấu sôi) tinh bột sẽ chín, từ đó sự xâm nhập và tác dụng phân cắt của các enzyme (amylase) sẽ dễ dàng và thuận lợi hơn nhiều.

Trong quá trình nấu, các hợp chất hòa tan trong Malt và các thế liệu dễ dàng chuyển từ hạt vào nước mà không cần có sự tác động của enzym. Phần lớn nhất của Malt và thế liệu là tinh bột, là hợp chất không hòa tan trong nước. Do vậy để chuyển chúng thành những chất hòa tan cần phải có sự tác động của các enzym. Đây là một quá trình sinh hóa phức tạp nên chúng ta cần phải biết điều chỉnh thật hợp lý tỷ lệ giữa enzym và nguyên liệu nhằm đảm bảo đến chất lượng của bia.

Những biến đổi chính trong quá trình nấu:

Biến đổi hóa học:

Quá trình đường hóa:

Sự phân giải tinh bột thành các sản phẩm thấp phân tử trong quá trình đường hóa là do tác động của tập hợp enzym amylase (α, β- amylase và amilophosphatase)

Ở giai đoạn đầu của quá trình thủy phân tinh bột, α-amylaza sẽ tác dụng ngẫu nhiên lên những mạch polyme của amylopectin, kết quả là các phân tử polyme của tinh bột sẽ bị cắt thành những phân tử có số gốc glucozit thấp hơn làm cho độ nhớt của dịch cháo giảm đáng kể và tạo thành những dạng dextrin khác nhau.

Quá trình trên sẽ giảm dần và khi sang giai đoạn cuối của quá trình thủy phân sẽ tạo nên một lượng ít Maltose và glucose.

-β-amylase: Cắt liên kết 1, 4 glucozit theo từng đôi một bắt đầu từ những cặp gốc glucose tận cùng của mạch nhánh (đối với amylo), tạo thành đường Maltose (42%, theo lý thuyết). Phần còn lại của amylopectin sẽ tạo thành dextrin bậc cao. Còn đối với phân tử amyloza của tinh bột, chúng sẽ tác dụng dễ dàng và hoàn toàn để cho ra đường Maltoza.

Sự tác động đồng thời của α-amylase và β-amylase lên tinh bột sẽ cho ta một tỷ lệ nhất định giữa dextrin và Maltose. Tỷ lệ này phụ thuộc vào hoạt tính của hai enzym riêng biệt. Lượng dextrin do α-amylase phân giải tinh bột tạo thành sẽ giảm dần dưới sự tác dụng của β-amylase.

-Amylophosphatase: Enzym này tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột bằng cách phá hủy các mối liên kết ester giữa acid phosphoric và phân tử amylopectin. Kết quả của quá trình sẽ tạo ra các dextrin khác nhau về số gốc glucose và các tính chất hóa lý.

Trong quá trình đường hóa, tinh bột không những bị thủy phân mà còn chịu sự tác động bởi quá trình phosphoryt hóa. Dưới tác dụng của enzym phosphorylase sẽ tạo thành glucoza-1-phosphat, và sau đó qua nhiều biến đổi ta sẽ thu được các loại đường khác nhau: Fructose và Saccharose.

Như vậy sau quá trình đường hóa ta sẽ thu được nhiều sản phẩm khác nhau, trong đó sản phẩm chính là đường Maltose (chiếm khoảng 50% chất hòa tan trong dịch đường), ngoài ra còn có những dextrin bậc cao, dextrin bậc thấp, đường fructose, glucose, saccharose. Tỷ lệ giữa các các loại đường luôn thay đổi, nó phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu và chế độ thủy phân.

Quá trình đạm hóa:

Trong quá trình nấu nguyên liệu, các protein sẽ bị phân giải dưới tác dụng của enzym protease:

Hai thành phần chính của protease, bao gồm: Proteinase và peptidase là hai thành phần chủ yếu tham gia xúc tác cho quá trình phân giải protein

Bảng 5: Thành phần chủ yếu tham gia xúc tác cho quá trình phân giải protein

 

Thành phần, tỷ lệ các sản phẩm thủy phân của protein phụ thuộc vào nhiệt độ nấu. Do vậy, tùy vào những yêu cầu kỹ thuật khác nhau ta sẽ chọn nấu ở những nhuệt độ thích hợp: Nếu cần nhiều sản phẩm thủy phân protein bậc thấp (pepton, polypeptit) thì ta phải tiến hành những khoảng thời gian dừng ở 48-50ºC. Ngược lại nếu cần nhiều sản phẩm thủy phân protein bậc trung bình (albumoza) thì ta phải tiến hành những khoảng thời gian dừng ở 58-60ºC.

Sản phẩm của quá trình đạm  hóa tuy chỉ chiếm một hàm lượng rất ít trong chất hòa tan của dịch đường (khoảng 5- 6%), song chúng đóng một vai trò khá quan trọng trong quá trình công nghệ, trực tiếp tham gia vào sự hình thành chất lượng của bia. Các sản phẩm thủy phân của protein có phân tử lượng thấp (peptit, acid amin) là nguồn cung cấp nitơ chủ yếu cho nấm men. Các sản phẩm có phân tử lượng trung bình  (Albumoza, pepton, polypeptit) sẽ tham gia vào việc tạo vị, tạo bọt và giúp cho bia có khả năng giữ bọt tốt hơn. Tuy nhiên, những sản phẩm có phân tử lượng cao thường là nguyên nhân gây nên hiện tượng vẫn đục của bia.

Các quá trình khác

Khi đường hóa, ngoài hai quá trình enzym thủy phân tinh bột và protein, còn diễn ra các quá trình thủy phân khác.

Quá trình enzym thủy phân những hợp chất phospho hữu cơ. Mạnh nhất đó là sự thủy phân phytin dưới tác dụng của phytase, giải phóng ra inozit và acid phosphoric đã làm cho độ chua và tính đệm của dịch cháo tăng lên. Điều này rất có ý nghĩa trong công nghệ sản xuất dịch đường vì sự tạo tính đệm cho môi trường sẽ rất cần thiết cho sự hoạt động bình thường của các enzym và sự tăng độ chua của dịch cháo luôn kèm theo sự gia tăng hiệu suất đường hóa và nhiều ảnh hưởng dương tính đến dịch đường thu được.

-Quá trình thủy phân Hemicellulose mang nhiều ý nghĩa là cung cấp, bổ sung chất hòa tan cho dịch đường, phá bỏ rào cản tạo điều kiện cho các enzym còn lại hoạt động, tham gia thủy phân hemicellulose là nhóm enzym Sitase.

-Ngoài ra còn có quá trình thủy phân Pentose.

Các yếu tố ảnh hưởng:

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn không chỉ đến tốc độ và hiệu suất của quá trình đường hóa, mà còn ảnh hưởng đến tỷ lệ các thành phần của sản phẩm đường hóa.

Nếu tăng nhiệt độ thủy phân tinh bột lên một giới hạn nhất định, tốc độ đường hóa tăng nhanh, nhưng nếu tiếp tục tăng nhiệt độ quá giới hạn thì các enzym bị giảm hoạt lực hoặc mất hẳn hoạt lực, làm cho quá trình đường hóa chậm lại hoặc ngưng hẳn.

Với những loại enzym khác nhau, ta phải giữ ở một nhiệt độ thích hợp cho chúng hoạt động để có thể tạo ra lượng sản phẩm như mong muốn.

Như vậy ta có thể dùng nhiệt độ để điều chỉnh quá trình thủy phân. Khống chế tỷ lệ của các thành phần trong sản phẩm đường hóa. Để thu được nước nha có chất lượng cao thì nhiệt độ trong quá trình đường hóa phải được giữ đúng quy trình.

Bảng 6: Nhiệt độ tối thích của các loại enzym

Ảnh hưởng của pH

Độ chua tác dụng (pH) của dịch cháo là yếu tố ảnh hưởng khá mạnh đến động lực  của quá trình thủy phân và đường hóa. Yếu tố này ảnh hưởng khá rõ rệt đến phản ứng enzym. Đa số các enzym bền trong giới hạn pH từ 5- 9.

Trong quá trình đường hóa thì pH và nhiệt độ có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. pH của môi trường thấp sẽ gây ảnh hưởng bất lợi cho tiến trình phản ứng enzym, dẫn đến 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 vị không hài hòa.

Vì vậy ta phải điều chỉnh pH bằng biện pháp nhân tạo là làm mềm nước trước khi sử dụng và tăng độ chua của dịch cháo bằng cách bổ sung acid lactic hoặc CaCl₂  hoặc CaSO₄.

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất

Nồng độ cơ chất  trong hỗn hợp đường hóa là tỷ lệ giữa nước với nguyên liệu. Trong sản xuất, nồng độ đường thường được điều chỉnh nhờ sự thay đổi khối lượng nước trộn với nguyên liệu. Người ta phải cho nước và nguyên liệu theo tỷ lệ nhất định để nồng độ chất hòa tan đầu tiên không quá 16%, nếu cao hơn thì thới gian đường hóa sẽ kéo dài.

Nồng độ của cơ chất có ảnh hưởng khá mạnh đến khối lượng  và chất lượng của sản phẩm thủy phân do sự phân cắt của nhóm enzym amylase. Nếu dịch cháo càng loãng, lượng đường tạo ra theo tỷ lệ các chất càng nhiều, đặc biệt là nhóm đường thấp phân tử có khả năng lên men được. Nếu nồng độ bột nghiền trong dịch cháo thấp thì hoạt độ của enzym sẽ mạnh hơn. Khác với amylase, khi dịch cháo bị loãng, hoạt độ của nhóm enzym protease lại kém đi.

Nồng độ của 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.

Ảnh hưởng của nồng độ enzym

Cường độ của các quá trình enzym khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng ; hoạt tính và điều kiện xảy ra phản ứng của enzym. Bằng cách điều chỉnh khối lượng chúng ta có thể tạo ra ưu thế  cho sự hoạt động của enzym này hay enzym khác. Ta cũng có thể tạo ra sự thủy phân đến cùng hay phủy phân cục bộ của các chất riêng biệt. Qua đó ta có thể điều chỉnh được tương quan tỷ lệ giữa các pha sản phẩm tạo thành. Đây là nhân tố quyết định để sản xuất loại bia này hay bia khác.

 

 

 

 

 

Quá trình đường hoá chia thành 3 giai đoạn:

2.3.4.1. Hồ hoá:

Nhiệt độ hồ hoá phụ thuộc vào tinh bột của loại hạt và cở to nhỏ của hạt tinh bột.

Tinh bột của gạo bị hồ hoá ở 80-85^oC. Đây là nhiệt độ cao nhất, hạt tinh bột của gạo lại nhỏ nhất. Ngô ở 75-78^oC, tinh bột của gạo trương nở hơn tinh bột Malt.

Hồ hoá có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình công nghệ sau này, vì tinh bột được hồ hoá sẽ đường hoá nhanh hơn. Hồ hoá có nghĩa là làm trương nở và phá vỡ các hạt tinh bột trong dịch hồ nóng, nhờ vậy các enzym amylase sẽ dễ tác dụng hơn là tinh bột chưa hồ hoá.

2.3.4.2. Dịch hoá: dưới tác dụng của α- amylase, các chuỗi dài amylo và amylopectin sẽ nhanh chóng bị cắt đứt thành những chuỗi nhỏ hơn, vì thế độ nhớt trong mẻ nấu giảm rất nhanh. β- amylase chỉ có thể cắt từ từ vào cuối mạch của amylo và cuối mạch nhánh của amylopectin và cứ cắt 2 gốc một. Enzym α- Amylase tác động ở nhiệt độ thích nghi nhất là 70-75^oC, pH thích nghi 4,6 và bị huỷ diệt ở 80^oC trong thời gian ngắn.

2.3.4.3. Đường hoá: là sự biến đổi của tinh bột đã dịch hoá thành dextrin và Maltoza, chỉ xảy ra được khi cháo đã dịch hoá xong. Sự đường hoá xảy ra dưới tác động của 2 enzym.

α- amylaza                   dextin hoá

β- amylaza                   Maltoza hoá

Mỗi loại enzym có một nhiệt độ thích nghi khác nhau: đối với alpha nhiệt độ thích hợp là 70-75^oC, pH 5,8; với beta nhiệt độ thích nghi là 60-65^oC, pH  5,4

Đường hoá tinh bột phải kiểm tra bởi vì những tinh bột và dextrin chưa phân cắt hết sẽ là nguyên nhân gây đục cho bia. Sử dụng iod để kiểm tra xem mức độ hoàn chỉnh của quá trình:

Nguyên tắc

Định tính tinh bột sót của dịch nha bằng dung dịch I₂ 0,1N.

Tiến hành

Lắc đều mẫu trước khi phân tích. Cho vào ống nghiệm 25 ml cồn 96⁰ và 5 ml mẫu. Lắc nhanh. Để yên khoảng 1 – 2 giờ. Gạn bỏ lớp cồn ở phía trên. Thêm vào đó 10 ml nước cất, lắc nhẹ để hòa tan kết tủa và thêm vài giọt dung dịch I₂ 0,1N. Quan sát mặt tiếp xúc giữa iot và mẫu. Lắc đều để hòa lẫn. Quan sát màu của dung dịch trong ống nghiệm.

Kết quả

- Nếu dung dịch có màu xanh : mẫu còn tinh bột, X > 0.

- Nếu dung dịch có màu vàng : mẫu không còn tinh bột, X = 0.

Quá trình nấu:

Sơ đồ nấu

Hình 4. Biểu đồ nấu

Ở một số nhà máy bia tại Việt Nam quá trình nấu thường dùng phương pháp đun sôi tức là đun sôi cháo gạo rồi nhập vào nồi Malt để nâng nhiệt độ toàn khối dung dịch lên nhiệt độ thuỷ phân. Vì phương pháp này đơn giản, rút ngắn thời gian nấu, do đó tăng số mẻ trong ngày, thao tác đơn giản ít phải bơm nhiều lần. Tỉ lệ nguyên liệu mà nhà máy bia Việt Nam thường  sử dụng là 75% Malt và 25% gạo tẻ và mỗi lần nấu 4 mẻ, sau đó vệ sinh và chuẩn bị cho mẻ nấu tiếp theo.

Nồi gạo: xuống gạo và cho Malt lót lần 1 ở 32^oC giữ trong 10 phút, sau đó nâng lên 72^oC trong 20 phút và giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Tiếp tục nâng lên 83^oC sau 10 phút, giữ 5 phút. Hạ nhiệt độ, cho nước vào, sau 5 phút thì dịch ở 72^oC, cho Malt lót lần 2 vào, giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Sau đó tăng lên 100^oC (mất 15 phút) và giữ nhiệt độ này trong 15 phút rồi bơm qua nồi cháo. Lúc này gạo đã trương nở hoàn toàn.

Ở nồi Malt: khi nâng nhiệt độ nồi gạo lên 100^oC thì ta bắt đầu hoà bột Malt cho xuống nồi nấu.  Nhiệt độ xuống Malt là 55^oC, thì bắt đầu cho hội cháo, thời gian hội cháo là 10 phút, dịch đạt 65^oC, giữ nhiệt độ này trong 20 phút. Tăng nhiệt độ lên 75^oC (mất 10 phút), giữ trong 15 phút, sau 5 phút tăng nhiệt độ lên 76^oC, duy trì nhiệt độ trong 5 phút. Sau thời gian này dịch trích ly được đưa vào quá trình lọc.

3.3.2. Quá trình lọc

Mục đích của quá trình lọc nhằm tách các thành phần đã trích ly từ pha rắn có trong Malt và các phụ liệu dạng rắn để phục vụ cho quá trình chuyển hóa của vi sinh vật tạo ra sản phẩm mong muốn. Cụ thể là tách dịch trích ly từ Malt, thế liệu ra khỏi hỗn hợp lỏng rắn. Lưu ý quá trình lọc nước đầu cần tiến hành nhanh nhưng rửa bã chậm để đủ thời gian cho đường trích ly ra dịch. Kết thúc quá trình rửa bã khi nồng độ đường trong nước rửa bã còn khoảng 1 độ.

Lọc thùng (Tun)

Người ta thường sử dụng thùng đường hóa kết hợp với lọc thùng. Thiết bị lọc thùng được sử dụng nhiều tại Anh và một số quốc gia khác. Nó có đường kính 10m và chiều sâu 2m (tỉ lệ 5: 1). Tuy nhiên tùy theo điều kiện nhà máy mà kích thước này có thể thay đổi. Cấu tạo thùng lọc với những đáy giả có rãnh với kích thước 1mm, dưới lớp đáy giả này có một số ống để thu nhận dịch nha và dẫn ra ngoài. Nước phun vào có nhiệt độ cao 75- 78^oC tạo áp lực đẩy lớp chất lỏng bên dưới xuyên qua lớp bã lọc

Ở đầu quá trình lọc chúng ta có lưu lượng cao như ở cuối quá trình lưu lượng giảm. Tuy nhiên việc duy trì lượng nước vào giúp cho lưu lượng vẫn bảo đảm. Dịch nha sẽ được lấy cho đến khi nồng độ đường thấp hoặc đã đủ lượng. Thiết bị này chỉ thích hợp cho nhà máy có quy mô nhỏ vì không thể tự động hóa. Một chu kỳ lọc khỏang 4- 6 giờ; khả năng thu hồi thấp khỏang 96- 97%.

Lọc Laurte tun

Có cấu tạo tương tự lọc Tun nhưng có chiều sâu nhỏ và có diện tích lớn vì vậy thiết bị này cho năng suất rất cao. Thiết bị này có xuất xứ tại trung Âu và Nam Mỹ là nơi sử dụng tỉ lệ thế liệu cao. Thiết kế có những răng cào với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho lỏng tách khỏi hỗn hợp. Mật độ cách cào thường 1- 1,5 cánh trên 1 mét vuông.

Lauter tun vận hành tốt khi tỉ lệ chất lỏng và rắn đạt 7,5 l/ kg. Thiết bị này lọc rất tốt dung dịch 100% Malt thậm chí tỉ lệ thế liệu là 50% thiết bị này vẫn họat động đạt năng suất yêu cầu. Tuy nhiên nếu tỉ lệ thế liệu vượt quá 50% cần duy trì kích thước của vỏ trấu để tăng cường lớp vật liệu lọc.

 

Lọc Strainmaster

Đây là một kỹ thuật phát triển dựa trên lọc Lauter Tun được cải tiến khả năng lọc bằng các ống đặt ở nhiều vùng.

 

Lọc khung bản

Thiết bị lọc khung bản hiện nay vẫn còn được sử dụng nhiều trong các nhà máy sản xuất bia dựa trên cở sở lý thuết phương trình Darcy. Thiết bị bao gồm 2 phần khung và bản, phần phân cách giữa khung và bản là một lớp vải lọc. Lọc khung bản thích hợp cho sản phẩm bia có tỉ lệ thế liệu cao và vật liệu nên được xử lý bằng máy nghiền búa.

Nước nha được tách ra khỏi hỗn hợp dưới áp lực lọc như hình dưới

Lọc màng

Lọc Nortek

 

3.3.3. Quá trình đun sôi dịch nha với hoa houblon.

Dịch nha sau khi lọc được mang đi đun sôi với hoa houblon. Dịch nha có thể được đưa trực tiếp vào nối nấu hoa hoặc cho vào nồi trung gian nếu thấy cần. lưu ý trong quá trình lọc và chuyển dịch nha vào nồi nên tránh tăng lượng oxy hòa tan vào dịch nha (giảm các phản ứng oxy hóa).

Nồi nấu có hệ thống cấp nhiệt cho dich nha từ 65- 78^oC lên đến nhiệt độ sôi (trên 100^oC). Thời gian đun sôi từ 30- 120 phút (thường khỏang 90 phút). Các phụ liệu và hoa Houblon được cho vào trong quá trình đun sôi. Trong quá trình đun sôi các chất rắn kết tủa sẽ được loại bỏ ở khâu lắng; trích ly hoa Houblon; loại bỏ những mùi không mong muốn; cô đặc dung dịch.

Nguyên tắc đun sôi dịch nha

Quá trình đun sôi gồm các giai đoạn: nhập liệu; gia nhiệt; sôi; chuyển sang nồi lắng. Đây là quá trình sử dụng năng lượng nhiều nhất trong cả quy trình (24- 54 mJ/ Hl; chiếm 18% tổng năng lượng). Tổng năng lượng dùng cho cả quá trình sản xuất bia từ 145- 285 mJ/Hl. Trong qúa trình đun sôi lượng nước bốc hơi để đạt nồng độ chất khô thích hợp. Trước đây 30 năm lượng nước bốc hơi khoảng 12- 20% nhưng ngày nay số này chỉ còn từ 4- 8%. 99% năng lượng phục vụ cho quá trình sôi; 1% năng lượng tổn thất do nước bốc hơi.

Mục đích của quá trình đun sôi:

-Bốc hơi, cô đặc; loại bỏ những chất dễ bay hơi (DMS)

-Bất họat enzym

-Thanh trùng

-Trích ly hoa Houblon

-Đông tụ Protein

-Thúc đẩy phản ứng giữa protein và thành phần của hoa

-Tạo các muối

-Tạo phản ứng màu (Caramen; Melanoidin)

-Tạo hương

-Xử lý nhiệt đường không lên men.

Hoa houblon được cho vào trong quá trình đun sôi. Thời gian trích ly hoa tối ưu là 30 phút; hàm lượng acid đắng đạt cao nhất sau 60- 70 phút đun sôi; một lượng tinh dầu của hoa  sẽ mất trong quá trình đun sôi. Lượng Nitrogen trong dịch nha có liên quan đến pH; độ trong của dung dịch. Chúng bị thất thoát chủ yếu trong quá trình đun sôi, cứ một tiếng đun sôi lượng nitrogen mất 6%. Polyphenol có trong Houblon sẽ oxy hóa các hợp chất hữu cơ tạo thành kết tủa. pH của dịch nha sẽ giảm xuống từ 0,2- 0,3 và đạt đến chỉ số 5,2- 5,3 ở cuối quá trình nấu, nguyên nhân lượng ion Ca²⁺ bị thất thoát do liên kết với phosphate và polyphenol (phóng thích ion H⁺) trong quá trình đun sôi. Các dạng thiết bị đun sôi trong hình .

Trích ly hoa Houblon

Hoa sẽ được cho vào nồi sau khi sôi 20 phút và cho vào thành nhiều lần thường người ta cho hoa vào nồi 2 lần. 70- 80 % hoa sẽ cho vào nồi sau khi sôi 20- 30 phút, lượng còn lại sẽ được cho vào nồi trước khi kết thúc đun sôi 20- 30 phút. Với hoa viên do có hàm ẩm thấp nên cần làm ẩm truớc khi cho vào nồi (ngâm trong dịch nha) để tránh hiện tượng trào bọt (do hiện tượng giản nở thế tích khí). Với hoa dạng cao do độ nhớt nên cần gia nhiệt sơ bộ (45- 50^oC) trước khi cho vào nồi hoặc dùng hơi nước trực tiếp để gia nhiệt.

3.3.4. Quá trình lắng trong

Dịch nha sau khi đun sôi cần phải được lắng nhanh trước khi làm lạnh nhanh. Lắng trong mục đích loại bỏ cặn rắn hình thành trong quá trình đun sôi. Hàm lượng cặn lắng trong dịch nha từ 2- 8 gam/ lít tùy theo nguyên liệu sử dụng ; lượng cặn trong dung dịch trước khi đem làm lạnh phải nhỏ hơn 0,1 g/l.

Các thiết bị lắng cặn: Lắng thùng; Ly tâm lắng; Thùng lắng xoáy tâm

Lượng căn lắng chứa từ 10- 20% chất rắn có thể thu hồi bằng cách bơm ngược lại để thu hồi dịch; lượng chất rắn có thể nhập với hèm để làm thức ăn gia súc. Tại một số nhà máy người ta chuyễn cặn này vào nồi nấu hoa để tiến hành thu hồi lượng acid đắng chưa trích ly hết???

Quá trình lạnh nhanh

Ở cuối quá trình lắng nhiệt độ của dịch nha khoảng 95^oC cần được làm lạnh đến nhiệt độ 8- 22^oC (tùy theo công nghệ và giống nấm men lên men). Quá trình này được kết hợp với sục khí để phục vụ cho tăng sinh khối của vi sinh vật.

Quá trình làm lạnh cần được thực hiện nhanh và bảo đảm tránh nhiễm trùng. Thường thiết bị lạnh nhanh có một hoặc 2 ngăn nước nha và chất tải lạnh đi ngược chiều nhau trong thiết bị truyền nhiệt dạng tấm (có hệ số truyền nhiệt lớn 3000- 6000 W/m^oC). Ở thiết bị có 1 ngăn (a) người ta làm nguội dịch nha bằng nước lạnh cách này thích hợp cho làm lạnh dịch nha xuống nhiệt độ không thấp lắm. Thiết bị lạnh nhanh có 2 ngăn (b): ngăn đầu sử dụng nước để làm nguội dịch nha xuống khoảng 16^oC; ngăn 2 sử dụng chất tải lạnh (nước lạnh; glyco- nước) hạ nhiệt độ xuống khỏang 8^oC, phương pháp này dùng để hạ nhiệt độ dịch nha xuống thấp.

Sục khí:

Nấm men cần phải được tăng sinh khối vì thế dịch nha cần được sục khí trước khi vào thiết bị lên men. Nếu khí được cho vào phía dịch nóng sẽ rất thuận lợi để thanh trùng tuy nhiên chúng sẽ tham gia phản ứng oxy hóa polyphenol làm sẫm màu dịch nha. Vì thế, người sản xuất nạp oxy vào dịch nha lạnh; ở một số nhà máy ngừơi ta cho oxy vào giữa 2 ngăn (ở thiết bị có 2 ngăn) lúc này nhiệt độ dịch nha khoảng 10- 15^oC.

Lượng Oxy cung cấp chủ yếu phục vụ quá trình tăng sinh khối của nấm men. Hàm lượng oxy cung cấp cho dịch nha cần đạt 70- 90% nồng độ bão hòa (4- 14 mg/l). Dịch nha ở nhiệt độ 15^oC bão hòa không khí chứa 8 mg/l oxy; nhưng cũng ở nhiệt độ này nồng độ oxy bão hòa là 38 mg/l vì thế việc chọn nguồn khí sục vào dịch nha có ảnh hưởng đến quá trình lên men. Khí cung cấp vào dịch nha phải ở trạng thái bọt nhỏ để tăng cường khả năng hòa tan. Thiết bị phun khí có các dạng sau:

Lõi sứ; ống Venturi; Trộn tĩnh học (Static mixers); Trộn ly tâm

Cấp men giống

Trước khi dịch nha vào thiết bị lên men, chúng được cấp giống thông qua thiết bị lưu trữ giống bằng bơm hoặc van. Mật độ và chất lượng giống được kiểm sóat bằng kỹ thuật đếm men sau khi bơm dịch nha vào thiết bị lên men. Nếu quá trình cấp dịch tiến hành nhiều lần (thể tích của Tank lên men lớn hơn thể tích nồi nấu) chúng ta cũng tiến hành cấp giống nhiều lần.

Các thông số yêu cầu về nấm men sử dụng trong sản xuất bia được trình bày trong phần nấm men.

Để thu nhận được các loại bia có chất lượng cao thì yếu tố đầu tiên cần được thỏa mãn là chất lượng của men giống. Việc lựa chọn một chủng nấm men thích hợp cho những điều kiện cụ thể của sản xuất là tiền đề cho sự thành công trong công nghệ sản xuất bia.

Khi đánh giá chất lượng của một chủng nấm men sản xuất, cần xem xét các chỉ số sau đây:

-         Tốc độ và mức độ lên men.

-         Hàm lượng sản phẩm bậc hai tạo thành.

-         Tốc độ và khả năng kết lắng.

-         Mức độ suy giảm các đặc tính kỹ thuật (tức là mức độ thoái hóa).

-         Khả năng chống chịu khi bị tấn công.

Một chủng nấm men phù hợp và có chất lượng có thể tái sử dụng đến đời thứ 7 thứ 8 (sau mỗi lần lên men là một đời).

Trước khi cho nấm men vào tank phải kiểm tra các chỉ tiêu sau:

- Độ thuần khiết không có vi sinh vật lạ.

- Số lượng tế bào từ 10.10⁶ đến 20.10⁶ tế bào / 1ml dịch lên men

- Tỷ lệ của tế bào chết £ 5%.

Tỉ lệ tế bào nảy chồi 15– 20%.

 

 3.3.5. Quá trình lên men bia

Dịch nha khi vào thiết bị lên men có những đặc điểm như sau:

-pH 5,0- 5,4

-Tổng chất rắn hòa tan (độ plato) tính theo đường Saccharose 10- 12 độ

-Oxy đủ để nấm men tăng sinh khối (8- 10 mg/l)

-Mật độ nấm men 10- 20 triệu tế bào/ ml dịch lên men

Biến dưỡng và phát triển của nấm men

Trong quá trình lên men, nấm men sẽ chuyển hóa cơ chất trong dịch nha nhằm phục vụ nhu cầu tăng sinh khối và tạo sản phẩm chuyển hóa (cồn).

Hình . Cơ sở hóa sinh của quá trình lên men dịch nha.

Quá trình chuyển hóa hydrocarbon theo thứ tự ưu tiên: Fructose và Glucose; Maltose; Maltotriose. Đường dextrin không được chuyển hóa bởi nấm men.

Acid amin rất cần thiết để nấm men tổng hợp tế bào vì thế cần phải có một lượng nitơ amin tự do (FAN) trong dịch nha .

Bên cạnh ethanol là sản phẩm chủ yếu nấm men còn tạo ra các hợp chất khác đóng vai trò trong hương vị của san phẩm bia.

Một hợp chất quan trọng được tạo ra trong quá trình lên men là Glycogen (một dạng dữ trữ của tế bào nấm men).

 

Lên men chính

Phát triển nấm men trong quá trình lên men chính: Có 3 giai đoạn trong suốt quá trình lên men

-Pha thích nghi (từ 12- 24 giờ) trong giai đoạn này nấm men làm quen với môi trường dinh dưỡng mới chúng sử dụng oxy nhiều để hô hấp và Glycogen được tạo thành trong tế bào nấm men. Lượng Glycogen này được cho là tác nhân kích họat sử dụng glucose để tổng hợp sản phẩm.

-Pha sinh trưởng là giai đọan nấm men phát triển mạnh nhất đạt mật độ cực đạt; quá trình lên men cũng đạt độ cực đạt (bắt đầu sau khi mật độ đã đạt cực đại). Trong giai đoạn này Glycogen cũng được tổng hợp nhằm giúp tế bào đối phó với tình trạng cạn kiệt dưỡng chất (trong một số tài liệu pha này được chia làm hai giai đoạn)

-Pha chậm: khi dưỡng chất trong môi trường bắt đầu cạn kiệt, nấm men sẽ chuyển dần vào pha dừng. Các tế bào kết cụm lại với nhau và chìm xuống đáy thiết bị (giống nấm men chìm), tốc độ phát triển chậm lại. Lưu ý nấm men tăng sinh khối suốt cả quá trình lên men chúng chỉ chậm lại ở cuối quá trình lên men chính

Đặc điểm của quá trình lên men

Trong suốt quá trình lên men nhiệt độ là yếu tố chỉ đạo, việc duy trì nhiệt độ lên men chính từ 7- 14^oC giúp tạo ra sản phẩm mong muốn. Khỏang nhiệt độ trên có thể biến thiên vài độ vì trong quá trình sinh trưởng nấm men tạo ra một nhiệt lượng 140Kcal/ kg cơ chất. Vì thế thiết bị lên men cần có hệ thống ổn nhiệt nhằm duy trì  nhiệt độ tối ưu. Ở sản phẩm bia truyền thống thời gia lên men chính từ 8- 20 ngày nhưng với kỹ thuật hiện đại thời gian này còn 7 ngày.

Trong 6- 10 giờ đầu tiên nấm men sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong dịch nha (không có dấu hiệu sử dụng Glucose), sau 8- 16 giờ dấu hiệu lên men bắt đầu được phát hiện bởi các bọt khí CO₂ tạo thành lớp bọt mỏng trên bề mặt.

Nấm men nảy chồi trong vòng 24 giờ, lúc này nhiệt độ tăng lên nếu không được kiểm sóat. Trong khỏang thời gian từ 24- 48 giờ tốc độ sinh sản và đồng hóa đường đạt cực đại, CO₂ cũng được tạo ra nhiều trong giai đọan này.

pH của dịch lên men sẽ giảm và đạt đến mức tối thiểu 3,8- 4,4 do hình thành các acid hữu cơ ngoài ra còn do pH của dịch lên men giảm và do mật độ nấm men tăng. Việc giảm pH có tác động tích cực đến bảo quản vì đây không phải điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật khác nhiễm vào sản phẩm.

Kim loại nặng như là Kẽm ở dạng Ion Kẽm II đóng vai trò như một co- enzym trong tế bào nấm men phục vụ cho quá trình tăng trưởng của tế bào. Chắc chắn hàm lượng Zn²⁺ trong dịch nha sẽ không đáp ứng nhu cầu của nấm men vì vậy cần bổ sung kim loại này vào dịch nha với hàm lượng 0,3 ppm. Các nghiên cứu cho thấy rằng ở nồng độ 1ppm Zn²⁺ ức chế sự phát triển của nấm men.

Việc chuyển hóa các hydrocarbon được tiến hành như sau:

Đường Glucose và Fructose được chuyển hóa trước tiên khi hàm lượng glucose nhỏ lại lúc này nấm men tổng hợp enzym để sử dụng đường Maltose và đường Maltotriose. Các quan sát cho thấy rằng các sản phẩm ester được tạo ra sau khi có mặt sản phẩm rượu bậc cao. Khi tốc độ lên men giảm cũng là lúc sự gia tăng nhiệt độ giảm. Trong quá trình lên men sản phẩm α- acid acetohydroxyl cũng được tạo ra, chất này chuyển đổi thành Diacetyl và 2,3- pentanedione đây là những chất gây mùi khó chịu (mùi bơ) nếu vượt quá ngưỡng. Các hợp chất trên sẽ được chuyển hóa trong quá trình lên men phụ và tồn trữ bia.

Quá trình lên men phụ

Quá trình lên men phụ bắt đầu khi nồng độ đường trong dịch lên men còn từ 1- 4 độ plato. Mục đích của quá trình lên men phụ nhằm

Tiếp tục lên men phần chất khô còn lại sau khi lên men chính, làm tăng mùi cho bia và bão hoà CO₂, ổn định chất lượng bia.

Đưa bia non về nhiệt độ thấp từ 0- 2⁰C nhằm hạn chế sự xâm nhập, phá hoại của vi sinh vật không mong muốn. Thu về một loại nước uống bão hoà CO₂, vị dễ chịu và có hương thơm.

Biến đổi trong quá trình lên men phụ

Trong suốt quá trình lên men phụ ở nhiệt độ thấp diacetyl sẽ dần giảm, Diacetyl là sản phẩm phụ của quá trình lên men, gây cho bia có hương vị khó chịu.

Trong suốt quá trình hình thành, CO₂ dư nổi lên bề mặt dịch lên men góp phần đẩy O₂ ra làm giảm rH kết quả làm hạn chế các vi sinh vật hiếu khí phát triển đây là nguyên nhân làm giảm chất lượng bia.

Quá trình “chín bia” là quá trình làm mất mùi vị bã hèm, vị ngọt sẽ mất khi đã lên men hết lượng chất khô còn lại.

Vị đắng gắt sẽ dần mất hết do sự tác dụng tương hỗ giữa các protein và tanin hình thành nên các phức chất kết tủa.

Vị cay tê sẽ biến mất dần và nấm men sẽ lắng xuống đáy khi quá trình lên men phụ kết thúc.

Tiến trình lên men phụ

Bia non được lên men phụ trong cùng một tank với lên men chính. Đặc điểm của lên men phụ là quá trình lên men diễn ra rất chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể. Trong quá trình này bia được lắng trong, và bão hòa CO₂. Với phương pháp này, quá trình lên men phụ được tiến hành ở nhiệt độ 0-1⁰C, với áp suất 1-1.2kg/cm₂ (tăng khả năng hòa tan CO₂ trong bia; hạn chế vi sinh vật xâm nhập, phá hoại). Tế bào nấm men còn sót nhanh chóng lắng xuống và được lấy ra qua van xả đáy. Bia non có vị cay nồng của nấm men, lượng CO₂ ít khoảng 0.2%. Thời gian lên men phụ khoảng 5- 7 ngày.

Một quá trình quan trọng xảy ra trong thời gian lên men phụ là hiện tượng lắng trong nhờ hạ nhiệt độ từ lên men chính sang lên men phụ. Với nhiệt độ của lên men chính làm cho các hạt không hòa tan tồn tại lơ lửng, khi gặp nhiệt độ thấp nhựa houblon, các hợp chất tanin, protein cũng đông tụ ngoài ra tế bào nấm men chịu ảnh hưởng của nhiệt độ thấp, của áp suất và nồng độ  CO₂ cao cũng lắng xuống hấp thụ trên bề mặt các chất huyền phù khác nhau rồi kéo xuống đáy tiếp tục quá trình lên men một cách từ từ.

Nhờ hiện tượng trên, bia dần dần trong, tạo các ester, bão hòa CO₂. Do đó bia ngon hơn và độ bền của bia lớn hơn, dễ dàng cho quá trình lọc sau này.

Sự cố xảy ra trong quá trình lên men (lên men dị thường)

Hiện tượng ì trong quá trình lên men (“Struck” hoặc “Hung”)

Theo các báo cáo sự cố thường xảy ra trong quá trình lên men là. Triệu chứng của hiện tượng này là thời gian pha lag (pha thích nghi) kéo dài; tốc độ lên men (dùng đường của vi sinh vật) chậm không nhận thấy các dấu hiệu của sự lên men (CO₂). Trong một vài trường hợp báo cáo lại thấy rằng pha lag diễn ra bình thường nhưng quá trình lên men không tiếp diễn.

Nguyên nhân: do quá trình cấp men không đủ; cấp khí không đủ; khả năng sống của nấm men; thành phần dinh dưỡng của dịch nha (khi sử dụng thế liệu với tỉ lệ cao); đôi khi do hàm lượng đường fructose cao quá; ngoài ra còn có thể do giống bị lẫn nấm men sát thủ.

Cách xử lý: Có thể thêm vào môi trường tinh chất nấm nem (Yeast extract) trong trường hợp nguyên nhân do thành phần dinh dưỡng của dịch nha không bảo đảm. Biện pháp cấp giống lại sẽ được sử dụng nếu nguyên nhân do giống; Ta cũng có thể phối trộn vào 10- 20% thể tích dịch lên men tốt, trong vài trường hợp số này cóthể tăng lên 50%. Trường hợp nguyên nhân do cấp khí người ta ít sử dụng phương pháp sục khí vì sẽ tăng nguy cơ nhiễm khuẩn và phản ứng oxy hóa làm giảm hương vị.

Lên men tạo sóng: là hiện tượng mà khi ta nhìn vào, thấy như có sự chuyển động dạng sóng của dịch lên men. Bọt không tạo thành nhưng lượng CO₂ tạo ra rất nhiều. Biểu hiện trên bề của dịch lên men giống như một dịch lỏng đang sôi lăn tăn, sóng tạo ra từ tâm thùng và chuyển dịch dồn về phía thành. Hiện tượng này thường xuất hiện vào giai đoạn thứ ba của chu kỳ lên men. Nguyên nhân của hiện tượng là do lượng kết lắng quá nhiều, đặc biệt là cặn chứa nhiều protein. Hiện tượng này không ảnh hưởng tiến trình lên men ở giai đoạn sau và cũng không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

Thu hồi CO₂

Dưới 10% đường có thể lên men sử dụng cho quá trình tăng sinh khối; phần lớn lượng đường còn lại được dùng để tạo ra Ethanol và CO₂. Khoảng 0,4Kg CO₂ được tạo ra khi nấm men sử dụng hết 1Kg cơ chất. Sự tạo thành khí Carbonic phụ thuộc vào nhiều yếu tố (cấu tạo thiết bị; tốc độ lên men; hiệu suất của hệ thống thu hồi… Khí CO₂ được dùng cho các mục đích: Duy trì áp suất trong thiết bị; đẩy và làm sạch đường ống vận chuyển; đóng gói chiết chai; bão hòa CO₂ cho bia thành phẩm

Thu hồi khí CO₂ cần phải đạt các tính chất sau

Không hoặc chứa rất ít oxy (vì thế chỉ thu hồi CO₂ khi hàm lượng Oxy trong dịch nha thấp nhất (thấp hơn hoặc bằng 0, 01%). Thiết bị kết nối giữa Tank lên men và hệ thống thu hồi phải được ngắt khi hàm lượng đường trong dịch nha gần hết vì CO₂ rất ít.

 

- Nhân men trong phòng thí nghiệm và trong sản xuất

3.3.7. Quá trình lọc bia

Lọc trong bia

Mục đích

Làm dịch bia được trong hơn, tăng giá trị cảm quan, ổn định thành cơ học. Đồng thời lọc trong bia nhằm làm cho bia đạt theo đúng tiêu chuẩn chất lượng, bảo quản bia được lâu hơn.

Tách bỏ những hạt nhỏ của tế bào nấm men, hạt protein, hạt hoa Houblon ra khỏi bia làm cho màu sắc của bia sáng và trong hơn.

Cơ sở lý thuyết

Việc lọc bia dựa trên hai quá trình: cơ học và hấp thụ. Đó là các nguyên liệu lọc có lỗ nhỏ hơn kích thước của các phần tử cần tách ra khỏi bia (quá trình cơ học), đồng thời dùng các chất hấp thụ để hấp thụ các chất rắn có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ lọc.

Nguyên liệu lọc: bông xellulose, giấy lọc, vải lọc, bột diatomid.

Lọc bia thực hiện trong một hệ thống kín ở nhiệt độ từ 0 – 1⁰C để tránh tổn thất CO₂ tránh sự xâm nhập của oxy không khí cùng với vi sinh vật khác. Sau khi lọc, chất hoà tan, độ nhớt, áp suất trên bề mặt bia cùng khả năng tạo bọt và CO₂ của bia đều giảm đi chút ít. Vì vậy lọc phải cẩn thận và đạt được độ trong cần thiết nhưng lọc càng nhanh càng tốt. Thường xuyên kiểm tra độ trong của bia ở đầu ra của máy lọc để kịp xử lý (nếu bia đục cho hồi lưu lại trên máy hạn chế phải lọc lại cả thùng dự trữ bia trong).

Thiết bị lọc trong bia:

Cấu tạo máy lọc khung bản:

Máy gồm 30 bản lọc hình vuông có cạnh 510mm. Mỗi bản có xẻ rãnh và có 2 lỗ F 30mm. Khi lọc trong bia người ta lót vải lọc trên các bản lọc rồi dùng tay quay trục vis. Ép các bản lọc lại với nhau khi ép lại tạo ống dẫn từ đầu tới cuối máy. Một ống dẫn bia để lọc, một ống dẫn nước vào để rửa lớp bột trên lớp vải lọc.

Nguyên lý hoạt động

Bia được đưa vào thùng cùng với bột lọc, nhờ hệ thống cánh khuấy hoà tan rồi được bơm sang máy lọc ép, hỗn hợp này theo các ống dẫn vào các bản lọc, cho chạy khoảng 1 – 2 phút để lớp bột lưu lại trên bản lọc, phần này trở thành lớp nguyên liệu trợ lọc, dưới áp suất lọc khoảng 2 – 3 kg/cm², chất lỏng sẽ đi qua vải lọc sang rãnh của bản rồi chảy ra theo ống dẫn phía bên kia chảy vào absort (thiết bị bão hòa CO₂).

Khi rửa vải lọc ta cho ống nước rửa vào ống, chuyển bia đã lọc sang absort, cho vào ngược chiều với chiều của bia vào, nước này mang ra theo bột trợ bám trên vỉa lọc ra ngoài. Trong quá trình lọc nếu áp suất hạ xuống 1, 5 kg/ cm² thì ta phải rửa vải lọc vì các cặn đã làm bít lỗ màng lọc dẫn đến bia bị đục cho nên ta cần phải rửa như thế cho đến khi hết lọc bia.

Các bước tiến hành lọc bia:

Trước hết ta trộn bột trợ lọc diatomid vào trong thùng lọc, rồi bơm ra các thiết bị lọc. Lúc đầu phần bia từ thiết bị chảy ra chưa trong ta cần hồi lưu trở lại khoảng 15 phút sau, bột trợ lọc sẽ tạo thành một lớp màng lọc bên các tấm vải lọc. Nhờ lớp màng của bột trợ lọc tạo nên trên bề mặt vải nên bia đi qua bắt đầu trong ta chuyển bia vào trong absort. Thời gian lọc đồng thời với việc bơm bia vào thiết bị lọc, ta cần bơm thêm hỗn hợp bia và bột diatomid cùng vào lọc. Như vậy sẽ đảm bảo độ xốp cần thiết cho lớp xác của tế bào nấm  men được giữ lại trong bản, kéo dài thời gian lọc và nâng cao hiệu suất lọc.

Trong quá trình lọc ta phải luôn theo dõi đồng hồ áp lực trên máy lọc, để tránh hiện tượng áp lực bơm lớn dịch phun ra ngoài. Khi lớp bã bên trong quá dày, áp suất bơm lọc tăng cao, dung dịch sau khi lọc không thoát ra được, do đó một phần bia thoát ra bị đục do áp suất lọc quá cao, phá vỡ lớp màng lọc bên trong bản. Nếu xảy ra hiện tượng này ta có tận dụng bằng cách xả bột rồi lọc lại lần sau với lượng bột mới.

Kết thúc quá trình lọc tiến hành xả bã và khi chuẩn bị cho mẻ lọc của ngày sau thì mới tiến hành vệ sinh thiết bị lắp lại vải sạch

Sau khi lọc xong ta tiến hành vệ sinh bằng cách tháo bản ra, giặt vải rồi thay vải mới tiếp tục lọc để cho quá trình sản xuất được liên tục. Nếu thay đổi vải mới thì tiến hành như ban đầu, còn nếu khi bắt đầu xả bột thì khi bắt đầu lọc lại ta phải bỏ lượng nước dư ban đầu còn lại trong máy qua đường hồi lưu, sau đó cho hồi lưu vào thùng chứa bột trợ lọc

Mục đích và cơ sở lý thuyết của quá trình bão hoà CO₂:

Mục đích:

Nhằm làm tăng chất lượng cảm quan, chống kết tủa và là môi trường tốt để bảo quản bia. Bổ sung lượng CO₂ bị thất thoát trong quá trình lọc bia.Tạo mọi điều kiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, để tiến hành bão hoà CO₂.

Phương pháp bão hoà CO₂: Hạ nhiệt độ trong absort xuống 2⁰C bằng cách mở van tác nhân lạnh. Dịch bia sau khi lọc được bơm vào absort không được quá vạch vì dịch bia sẽ bị trào ra ngoài khi áp suất cao. Mở van CO₂ từ bình chứa vào trực tiếp và được dẫn váo trong absort xuống đáy thiết bị qua thiết bị phân tán thành những phân tử nhỏ khuếch tán đều trong bia. Nạp CO₂ khi áp suất lên gần 5 kg/ cm² thì ngưng lại.

Chú ý:

Trước khi nạp CO₂ vào ta phải xả áp suất trong absort gần 0 kg/ cm² và đóng lại rồi mới bắt đầu nạp CO₂. Sau 30 phút mở van xả áp suất, loại bỏ bớt CO₂ do CO₂ không hấp thụ hoàn toàn trong bia. Khi áp suất trong bình còn 1 – 2 kg/ cm² thì tiến hành nạp CO₂ lại trong thời gian nhất định, số lần nạp từ 2 đến 3 lần.

Các chỉ tiêu chất lượng của bia sau khi lọc và bão hoà CO₂

Người tiêu dùng đánh giá qua các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu như: mùi, vị, màu sắc, độ trong, bọt và độ bền của bọt.

Mùi của bia có được là nhờ nguyên liệu và các sản phẩm lên men tạo nên. Hoa Houblon và dịch nha thủy phân từ Malt đại mạch đun sôi được nấm men bia chuyển hoá thành các sản phẩm có mùi vị đặc trưng. Các loại bia khác nhau có thể khác nhau về vị, độ cồn, màu sắc…

Vị chủ yếu của bia là vị thu từ các sản phẩm lên men dịch trích từ Houblon và Malt đại mạch. Người uống bia có cảm giác dễ chịu vì vị đắng trong bia, sự hoà hợp một tập hợp phức tạp của các chất dextrin, mellanoit, các hợp chất chứa nitơ, các chất từ houblon, rượu etylic, este thơm, rượu bậc cao.

Nhiệt độ thích hợp để duy trì vị của bia khoảng 8– 12⁰C vì vậy người uống bia có cảm giác dễ chịu nhất là khi bia lạnh ở nhiệt độ này.

Bọt nhiều, dày mịn và lâu tan là dấu hiệu của bia tốt. Bia có bọt mịn và dày, thường có vị ngon và dù rót ra hơi lâu cũng không trở thành bia cũ, bia nhạt. Bọt bia có tốt hay không một phần phụ thuộc vào sự bão hoà CO₂ trong bia, đó là do albumine, pepton, các chất đắng của hoa Houblon. Nếu tất cả các nhân tố kể trên có đầy đủ khi bia được rót ra ly sẽ tạo lớp bọt dày, mịn đặc và lâu tan.

 

3.3.8. Quá trình tàng trữ bia

3.3.9. Quá trình chiết bia

Mục đích: Đây là công đoạn quan trọng trong việc hoàn thiện sản phẩm hoàn hảo. Sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất là bia thành phẩm đóng chai, lon. Bia được chiết chai, lon để dể dàng vận chuyển đến nhiều nơi tiêu thụ với số lượng lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng, đảm bảo vệ sinh, đảm bảo thời gian sử dụng.

 

 

 

 

 

 

CHIẾT CHAI:

Xử lý chai:

Kiểm pH

 

Đạt

 

Chai sạch

 

Soi chai

 

Rửa cuối nước 26oC

Quy trình xử lý chai:

Mục đích, yêu cầu:

Mục đích: Đảm bảo cho chai trước khi chiết rót hợp vệ sinh, đảm bảo yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm.

Yêu cầu về chai sạch: Chai sau khi xử lý không còn bụi bẩn, không còn nhãn, không còn keo dán nhã, đặc biệt là không bị nhiễm NaOH.

Để kiểm tra chai sau khi rửa còn bị nhiễm NaOH hay không thì bộ phận KCS thường xuyên kiểm tra pH bằng cách lấy nước còn trong chai đổ ra đĩa sứ sau đó nhỏ một giọt Phenolphtalein (PP) vào để thử, nếu nó có màu hồng hoặc hồng nhạt thì chai đó bị nhiễm NaOH, còn không màu là chai sạch không bị nhiễm NaOH.

Quá trình rửa chai phải đảm bảo yêu cầu về thời gian và năng suất rửa. Thời gian rửa 1 chai là khoảng 25 ¸ 40 phút với năng suất làm việc của máy rửa chai từ 8.000 ¸ 20.000 chai / giờ. Máy rửa chai gồm có 6 bồn như sau:

Bồn ngâm chai sơ bộ

Bồn NaOH đặc

Bồn NaOH loãng

Bồn nước nóng

Bồn nước lạnh

Bồn nước 26^oC

Bộ phận băng tải đưa bã nhãn ra ngoài.

Các pecthun (phun nước, NaOH vào chai)

Nguyên tắc: Đầu tiên chai theo băng tải vào rãnh của hệ thống đưa chai vào và lúc này cần gạt sẽ đưa chai vào máy rửa chai đến bồn ngâm sơ bộ rồi bồn NaOH đặc, đến đây chai sẽ lật ngược xuống dưới. Sau khi qua bồn NaOH đặc chai sẽ chuyển đến bồn NaOH loãng, sau đó đến bồn nước nóng, nước lạnh và cuối cùng là đến bồn rửa tinh (hay bồn nước 26^oC). Lúc này chai sẽ đi ra ngoài và hệ thống sẽ lật chai trở về trạng thái ban đầu. Như vậy nước sẽ được đổ ra ngoài hết (chai sẽ không còn nước nữa).

Chiết bia chai: Quy trình chiết bia i:

Chiết chai

 

Bia TBF

 

Đóng nắp

 

Thanh trùng

 

Soi chai

 

Dán nhãn, đóng code

 

In Date

 

Thành phẩm

 

Chai sạch

 

Nắp

 

Nhãn, keo

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: bia TBF là bia thành phẩm sau khi lọc nó được chứa trên các Tank, sau đó nó sẽ được chuyển đến Ringbowl của máy chiết để tiến hành chiết chai. Bia TBF phải đạt yêu cầu về màu, nồng độ cồn, độ đường, hàm lượng CO₂… (đạt chỉ tiêu bia sau lọc do KCS kiểm tra).

Chai sạch sẽ được đưa vào máy chiết để tiến hành chiết bia vào chai, việc chiết bia vào chai phải đạt yêu cầu về thể tích của từng loại bia. Bia vừa chiết xong sẽ có một tia phun nước (nước qua xử lý cộng nghệ) vào chai để tạo bọt với mục đích đuổi O₂ ra khỏi chai để tiến hành đóng nắp.

Đóng nắp: Nắp chai được nhập về cho vào máy đóng nắp, nắp đóng phải đạt yêu cầu sau: nắp phải được đóng kín, đẹp (không méo mó). Để cho nắp được đóng kín người ta gắn trên các trục dập nắp những cặp vòng (mỗi trục một cặp gồm một vòng to và một vòng nhỏ). Chai vào dập nắp đạt yêu cầu thì cái vòng nhỏ sẽ lọt vào cổ chai còn cái lớn không lọt được vào cổ chai. Còn chai vào dập nắp không  đạt độ kín thì hai chiếc vòng sẽ không lọt xuống cổ chai được. Như vậy chai bia đó sẽ bị nhiễm O₂ ® oxy hóa ® hư bia ® loại bỏ (đổ hết bia trong chai đó).

Thanh trùng: bia được chiết rót, đóng nắp xong sẽ chuyển ngay đến máy thanh trùng với mục đích đình chỉ sự hoạt động của nấm men và tiêu diệt vi sinh vật còn sót lại trong bia để ổn định chất lượng bia, bia giữ được lâu hơn.

Nguyên lý là dùng nhiệt để thực hiện quá trình thanh trùng, nhiệt độ thanh trùng luôn £ 62^oC. Nếu nhiệt cao quá sẽ gây hiện tượng xốc nhiệt dẫn đến bể chai trong quá trình thanh trùng. Ngược lại nhiệt độ thấp thì việc thanh trùng sẽ không đạt mức quy định và vi sinh vật khó bị tiêu diệt hết, dẩn đến bia sẽ bị hư.

Thời gian thanh trùng hợp lý là một chai bia vào máy thanh trùng và ra khỏi máy hết khoảng 40 phút. Kết thúc quá trình thanh trùng chai bia sẽ theo băng tải đến đèn soi.

Soi chai: Đèn dùng để soi là đèn Neon, người công nhân ngồi đằng trước nhìn vào những chai bia chạy qua ánh sáng đèn để dể dàng loại ra những chai bia bị đục, những chai nổi bọt hoặc chai bị dơ, nắp méo mó. Những chai đó loại ra và bia trong chai đó sẽ được người công nhân đổ bỏ hết.

Dán nhãn, đóng code: Vật liệu là keo dán Herkel K490, nhãn và vật liệu được cho vào máy để tiến hành dán. Chai bia qua máy này nó sẽ được những chổi quét, quét keo dán lên chai tại 2 vị trí là thân chai và trên cổ chai, sau đó nhãn sẽ được dán vào hai vị trí là nhãn thân và nhãn ở cổ chai (nhãn foil).

Yêu cầu là nhãn dán phải cân đối với nhau, đẹp, không bị nhăn hoặc không bị nhãn ngược (việc dán nhãn chủ yếu đạt yêu cầu về thẩm mỹ). Sau khi dán và đóng code xong chai bia sẽ đi qua máy In Date (inful).

In Date: Máy sẽ in lên nhãn chai ngày giờ sản xuất và hạn sử dụng của chai bia đó. In Date xong là kết thúc qúa trình hoàn thiện sản phẩm lúc này ta có được một chai bia hoàn hảo (thành phẩm). Đây là sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất bia là thành phẩm đóng chai.

Mục đích, yêu cầu của chiết rót và năng suất chiết:

Mục đích: Chiết chai để dễ dàng vận chuyển đến nhiều nơi với số lượng lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng, đảm bảo thời gian bảo quản.

Yêu cầu: Nhiệt độ chiết bia khoảng 2 ¸ 4^oC.

= P_chiết = 3 bar

Bia chiết phải đúng mức quy định ( ví dụ như bia 355 thì rót khoảng 355ml) hay khoảng cách từ mực bia trong chai đến miệng chai là 5mm.

Bia phải được chiết trong hệ thống kín và không còn O₂ trong chai sau khi chiết.

Năng suất: Trung bình: 15.000 chai / h. Ngoài ra năng suất chiết còn phụ thuộc vào quy mô và thiết bị của nhà máy.

Nguyên tắc chiết chai:

Cấu tạo chính của máy chiết:

Thùng chứa bia (Ringbowl).

Bộ nâng hạ chai.

Bộ chụp chai.

Ty chiết rót (hệ thống vòi chiết).

Tia phun nước.

Nguyên tắc: bia được chiết trong hệ thống kín theo nguyên tắc đẳng áp.

Bia TBF

 

Ringbowl

 

Chai

 

Nâng chai

 

Hút chân không

 

Thổi CO2

 

Hút chân không

 

Cân bằng áp

 

Chiết chai

 

Đuổi O2

Đuổi O₂ bằng cách tia nhỏ nước vào các chai đã chiết để tạo bọt khí đuổi O₂ ra khỏi chai bia sau khi chiết.

Cách tiến hành:

Bia được bơm từ TBF vào Ringbowl (thùng chứa của máy chiết) còn chai được băng tải dẫn vào qua trục dẫn vào thanh dẫn hướng, sau đó đến sao dẫn hướng đầu vào Ringbowl, chai được nâng lên tiếp xúc với ty chiết rót (vòi chiết). Sau khi tiếp xúc kín và hút chân không bia trong ty chiết sẽ tự động rót vào chai một lượng bia quy định của từng loại bia theo nguyên tắc thể tích (ví dụ như bịa 355 thì rót khoảng 355ml), lúc này chai sẽ theo sao (giải thích thuật ngữ) dẫn hướng đầu ra Ringbowl và dẫn hướng đầu vào của cối dập nắp. Trước khi qua cối dập nắp sẽ có tia phun nước vào trong chai với mục đích tạo bọt khí đuổi O₂ ra khỏi chai bia. Tại máy dập nắp, chai sẽ được đóng nắp và sau đó chai bia sẽ theo sao dẫn hướng đầu ra của cối dập nắp, đến sao dẫn hướng đầu ra của máy chiết để ra ngoài.

Trong quá trình tiến hành chiết rót để đảm bảo an toàn cần chú ý đến một yếu tố sau: nhiệt độ chiết rót (yêu cầu nhiệt độ chiết rót thấp nhất là 2^oC, cao nhất không lớn hơn 16^oC), ngoài ra cần chú ý đến áp CO₂ và áp chiết.

 

Thanh trùng bia:

 Mục đích, yêu cầu:

Bia sau khi chiết rót và dập nắp đạt yêu cầu nó sẽ được đưa vào thanh trùng.

Mục đích: Thanh trùng để đình chỉ sự hoạt động của nấm men và tiêu diệt vi sinh vật còn sót lại trong bia sau khi lọc và chiết chai để ổn định chất lương bia sau lọc.

Yêu cầu: nhiệt độ thanh trùng £ 62^oC, thời gian thanh trùng của 1 chai bia khoảng 40 phút.

Bia sau khi thanh trùng phải bảo đảm yêu cầu, chai phải kín, bóng, không có cặn và nổi bọt. Những chai sau khi thanh trùng có nắp không kín phải được loại bỏ vì trong quá trình thanh trùng nó đã bị nhiễm nước và O₂.

Nguyên tắc làm việc:

Cấu tạo chính của máy thanh trùng tại các nhà máy: gồm 6-10 hầm ứng với các vùng nhiệt độ cài đặt sẵn, và có 2 bồn nước:

01 bồn nước nóng nhiệt độ khoảng 88^oC

01 bồn nước thường nhiệt độ khoảng 33^oC

Các  hầm đó tương ứng với 3 vùng sau:

Vùng 1: Từ hầm 1 ® hầm 3 gọi là vùng làm nóng sơ bộ.

Vùng 2: Từ hầm 4 ® hầm 7 gọi là vùng thanh trùng.

Vùng 3: Từ hầm 8 ® hầm 10 gọi là vùng làm lạnh.

 

Bảng nhiệt độ thanh trùng tương ứng của mỗi hầm trong hệ thống 10 hầm:

 

Nguyên tắc: Dùng nhiệt (từ bồn nước nóng phun thẳng vào từng chai bia trong các hầm)

 

 

Chai Bia

 

Máy TT (gia nhiệt sơ  bộ)

 

Vùng thanh trùng

 

Vùng làm lạnh

Môi trường

Chai bia sau khi chiết rót được đưa vào máy hấp (thanh trùng) lúc vào bia sẽ được gia nhiệt sơ bộ từ nhiệt độ môi trường lên tới 51 hoặc 52^oC sau đó nó sẽ nâng lên nhiệt độ thanh trùng khoảng 59 ¸ 62 độ và giữ nhiệt độ đó ổn định từ hầm 4 ® hầm 7. Sau khi chai bia qua các hầm 8, 9, 10 thi sẽ phun nước từ bồn nước thường (33^oC) vào để hạ nhiệt độ của chai bia từ nhiệt độ thanh trùng dần về nhiệt độ môi trường để đưa bia ra ngoài.

Cách tiến hành

Chai bia sẽ theo băng tải vào máy và đến các hầm. Đầu tiên nó sẽ vào ở hầm số 1 rồi qua các hầm tiếp theo, lúc đó nước thường sẽ được bơm dội lên chai bia trong các hầm 1, 2, 3. Còn nước nóng sẽ được bơm vào 7 hầm tiếp theo. Các hầm sau  đây có gắn các bơm đối lưu 1 và 10, 2 và 9, 3 và 8. Việc gắn bơm đối lưu ở các hầm này nhằm mục đích giúp chai không bị thay đổi nhiệt độ đột ngột gây nổ chai. Tại 4 hầm 4, 5, 6, 7 nhiệt độ của nó ổn định và ở đó bia hấp đạt đúng độ chín cần thiết. Bia được làm nóng sơ bộ va gia nhiệt dần đến nhiệt độ thanh trùng với mục đích hạn chế sự thay đổi nhiệt đột ngột.

Bia được thanh trùng ở vùng 2 và nhiệt độ của bia trong các hầm ở vùng này là tương đối ổn định và nhiệt độ không quá 62^oC, bia được làm lạnh ở vùng thứ 3: trước khi đưa bia ra ngoài để tránh sự thay đổi nhiệt độ đột ngột gây vở chai.

 Chiết lon:

Quy trình công nghệ:

BiaTBF

 

Chiết lon

 

Lon sạch

Ghép mí

 

Thanh trùng

 

In Date

 

Soi lon

 

Đóng thùng

Sản phẩm

 

Thuyết minh quy trình:

Nguyên liệu: bia TBF là sản phẩm cuối cùng của quá trình lọc bia, nó được chứa trên các Tank để cung cấp cho viêc chiết rót bia vào lon.

Lon được đưa lên băng tải đến vòi phun để rửa lon, do lon được vận chuyển từ xa về nên phải rửa sạch bụi bám trên thân lon. Lon sạch được băng tải đưa đến bộ phận chiết lon để tiên hành chiết.

Máy chiết lon:

Bia được chiết vào lon theo nguyên tắc đẳng áp nghĩa là áp ở bồn chiết và áp trong lon bằng nhau khi đó bia sẽ tự chảy vào lon bằng lượng riêng của nó.Bia được chiết theo nguyên tắc đẳng áp trong hệ thống kín để hạn chế sự thất thoát CO₂ và sự xâm nhập của oxi gây đục và hư bia. Bia được chiết ở nhiệt độ 2^oC ¸ 4^oC.

Sau khi bia được chiết xong được đưa đến máy ghép mí.

Bảng thông số yêu cầu của ghép mí là:

 

Chiều cao máy ghép mí ngoài max	2,75(mm)
Chiều dày máy ghép mí ngoài	1,26 ¸1,36(mm)
Chiều cao ghép mí trong thân lon	1,45 ¸ 1,85(mm)
Chiều cao ghép mí trong nắp lon	1,40 ¸ 1,80(mm)

Ghép mí xong bia được băng tải đưa qua vòi phun nước để rửa lượng bia khi chiết trào ra ngoài sau đó bia được đưa vào máy thanh trùng.

Đóng thùng: Làm bằng thủ công, thùng được dán keo và được công nhân thả xuống băng tải, dưới có công nhân nhặt lon cho vào thùng (1 thùng có 30 lon) rồi được đưa đến bộ phận dán keo để đóng thùng để chất lên palet đem vào kho thành phẩm.

TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG bia THÀNH PHẨM

 Bảng yêu cầu cảm quan:

Độ trong	Bia trong suốt không có vật thể lạ
Độ màu	Màu vàng, sáng đặc trưng của sản phẩm
Trạng thái và độ bền bọt	Bọt nở đều, xốp, rất bền khi lên khỏi mặt thoáng, thời gian giữ bọt lâu
Mùi	Có mùi thơm dễ chịu, đặc trưng cho sản phẩm, không có mùi lạ
Vị	Vị hòa hợp, êm dịu,dễ chịu, hoàn toàn đặc trưng cho  vị sản phẩm được sản xuất hoàn hảo

Bảng yêu cầu hóa lý:

 

Các chỉ tiêu	Mức mong muốn	Mức chấp thuận
Độ hòa tan biểu kiến  (oP )	2,2 2,3 2,3	2 ¸ 2,5 2 ¸ 2,6 2 ¸ 27
Độ cồn (%, V/P)	4,9 4,5 5,3	³ 4,7 ³ 4,8 ³ 5,1
Độ hòa tan nguyên thủy (oP)	11,4 11,5 12,3	³ 11,2 ³ 11,4 ³ 12
Hàm lượng CO2 (g/l)	5 ¸ 5,5 5 ¸ 5,5 5,0	³ 4,8 ³ 4,8 ³ 4,8
Độ chua ml NaOH 0,1N 10ml bia (ml)	1,5 1,6 1,5	1,3 ¸ 1,7 1,3 ¸ 1,8 1,3 ¸ 1,8
Độ màu (EBC)	6,5 7 7	6 ¸ 7,5 6 ¸ 8,5 6 ¸ 8
Độ đắng (mg/l)	21 22 23	18 ¸ 24 18 ¸ 24 18 ¸ 24
pH	4,2	4 ¸ 4,4
Độ trong % (Neph)	£ 10	< 20
Tổng số nấm men mốc	Không có	Không có
Tổng số VSV hiếu khí (khuẩn lạc/ml)	0	£ 10
Diacetyl (tham khảo)	< 0,1	< 0,1

°Balling, °Brix, or °Plato - These three nearly identical units are the standard for the professional brewing industry for describing the amount of available extract as a weight percentage of cane sugar in solution, as opposed to specific gravity. Eg. 10 °Plato is equivalent to a specific gravity of 1.040.

Nguồn sưu tầm