Tổng quan về bia
Khái niệm
Bia là một loại đồ uống được tạo ra thông qua quá trình lên men mà không cần chưng cất Thành phần chính của bia bao gồm hạt đại mạch nẩy mầm, hoa houblon, nấm men và nước.
Bia là một loại đồ uống được sản xuất thông qua quá trình lên men rượu từ dịch chiết của đại mạch nẩy mầm, có thể bổ sung tối đa 30% nguyên liệu thay thế khác và hoa houblon.
Việt nam :“Bia là đồ uống lên men có độ cồn thấp, được làm từ nguyên liệu chính là malt đại mạch, houblon, nấm men và nước”[1].
Bia hơi: Đồ uống lên men có độ cồn thấp, được chế biến từ malt đại mạch, các nguyên liệu thay thế khác, hoa houblon, nấm men bia, nước [1]
Bia hộp và bia chai là những loại đồ uống lên men có độ cồn thấp, được sản xuất từ malt đại mạch cùng với các nguyên liệu thay thế, hoa houblon, nấm men bia và nước, sau đó được xử lý và đóng gói.
Quá trình sản xuất bia, hay còn gọi là nấu bia, phụ thuộc vào các thành phần khác nhau tùy theo từng khu vực Sự đa dạng này dẫn đến sự khác biệt về hương vị và màu sắc của bia, tạo ra nhiều loại bia và các phân loại khác nhau.
Lịch sử phát triển
Tài liệu lịch sử cho thấy khoảng 6.000 năm trước, nền văn minh Trung Quốc cổ đại đã sản xuất một loại đồ uống giống bia gọi là kyui Ở vùng Lưỡng Hà cổ đại, các tấm đất sét cho thấy nghề làm bia được kính trọng, chủ yếu do phụ nữ đảm nhiệm Các phát hiện cho thấy việc tái sử dụng dụng cụ chứa trong quá trình lên men mang lại kết quả đáng tin cậy hơn, chỉ ra rằng những người làm bia thường di chuyển cùng các bình chứa Các tấm khắc đất sét Ebla, được phát hiện năm 1974 tại Syria, cung cấp thêm thông tin về nghề bia trong thời kỳ này.
Vào khoảng 2500 năm TCN, thành phố cổ đã sản xuất nhiều loại bia, trong đó có loại bia mang tên "Ebla" Dấu vết ban đầu của bia và quy trình sản xuất bia cũng được phát hiện ở Babylon cổ đại, nơi phụ nữ và thầy tu tham gia vào việc làm bia Một số loại bia được sử dụng trong các nghi lễ tôn giáo Năm 2100 TCN, vua Hammurabi của Babylon đã ban hành bộ luật có quy định về chủ quán rượu.
Bia là một phần trong chế độ ăn uống hàng ngày của các Pharaoh Ai Cập cách đây hơn
5000 năm Sau đó, nó được làm từ bánh mì lúa mạch nướng, và cũng được sử dụng trong các hoạt động tôn giáo.
Bia trong xã hội Ai Cập cổ đại không chỉ là một đồ uống, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc chữa bệnh Ngoài ra, bia được coi là món quà quý giá để tặng cho các Pharaoh và cũng là vật cúng tế dâng lên các vị thần.
Dựa bằng chứng lịch sử, người Ai Cập đã dạy cho người Hy Lạp cách làm bia Nhà văn
Hy Lạp là Sophocles (450 TCN) đã thảo luận về khái niệm của sự điều độ khi nói đến việc tiêu
Bia đóng vai trò quan trọng trong nền văn hóa Hy Lạp, với niềm tin rằng chế độ ăn uống lý tưởng của người Hy Lạp bao gồm bánh mì, thịt, rau và bia, mà họ gọi là "ζῦθος" (zythos) Trong thời Trung cổ tại châu Âu, sản xuất bia chủ yếu diễn ra trong gia đình Tuy nhiên, vào thế kỷ 14 và 15, quy trình sản xuất bia đã chuyển từ hoạt động gia đình sang sản xuất quy mô lớn, với các quán bia và tu viện bắt đầu sản xuất bia hàng loạt để phục vụ nhu cầu tiêu thụ.
Vào thế kỷ 15 tại Anh, bia không có hoa bia được gọi là ale, trong khi bia có hoa bia được nhập khẩu từ Hà Lan từ năm 1400 Hoa bia được trồng tại Anh từ năm 1428, nhưng ban đầu sự phổ biến của nó còn hạn chế Công ty bia rượu London từng tuyên bố rằng chỉ cho phép sử dụng nước, mạch nha và men bia trong sản xuất ale Tuy nhiên, đến thế kỷ 16, thuật ngữ ale đã được mở rộng để chỉ các loại bia mạnh, và cả ale lẫn bia đều bắt đầu sử dụng hoa bia.
Năm 1516, William IV, Công tước xứ Bavaria, đã ban hành Reinheitsgebot (Luật tinh khiết), quy định rằng bia chỉ được làm từ nước, lúa mạch và hoa bia, với men bia được thêm vào sau này Luật này đã được áp dụng trên toàn nước Đức sau khi thống nhất năm 1871 dưới thời Otto von Bismarck và đã được cập nhật để phù hợp với các xu hướng hiện đại trong sản xuất bia Đến nay, Reinheitsgebot vẫn được xem là tiêu chuẩn về độ tinh khiết của bia, mặc dù điều này có thể gây tranh cãi.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước vào năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã trở thành hiện thực, mở ra kỷ nguyên mới cho ngành này Các công nghệ tiên tiến như nhiệt kế và tỷ trọng kế vào thế kỷ 19 đã giúp các nhà sản xuất bia nâng cao hiệu quả và kiểm soát nồng độ cồn Trước cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bằng lửa từ gỗ, than củi và than cốc, dẫn đến hương vị bia có chút khói Các nhà sản xuất thường phải tìm cách giảm thiểu vị khói trong bia thành phẩm Sự phát minh ra lò nướng hình trống của Daniel Wheeler vào năm 1817 đã cho phép sản xuất mạch nha nướng chín kỹ, tạo điều kiện cho các loại bia đen như porter và stout Đặc biệt, vào năm 1857, Louis Pasteur đã phát hiện ra vai trò của men bia trong quá trình lên men, giúp ngăn chặn vị chua do vi sinh vật không mong muốn.
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand, đã phát triển kỹ thuật lên men liên tục, cách mạng hóa ngành công nghiệp bia Công nghệ này giúp giảm thời gian ủ bia từ 4 tháng xuống còn chưa đầy một tháng, mở ra những cơ hội mới cho sản xuất bia hiệu quả hơn.
24 giờ Công nghệ của ông vẫn được sử dụng bởi nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay, bao gồm cả Guinness
Ngày nay, công nghiệp bia đã trở thành một lĩnh vực kinh doanh toàn cầu lớn, chủ yếu bao gồm các tổ hợp từ những nhà sản xuất nhỏ Mặc dù bia chủ yếu là đồ uống có cồn, nhưng cũng có những biến thể như bia không cồn, được sản xuất qua quá trình xử lý để loại bỏ một phần cồn, xuất phát từ thế giới phương Tây.
Phân loại bia
Có nhiều loại bia khác nhau, mỗi loại thuộc về một kiểu bia cụ thể, được xác định bởi hương vị tổng thể và nguồn gốc Kiểu bia là nhãn hiệu mô tả sự phát triển của bia qua các thử nghiệm và sai số trong suốt nhiều thế kỷ.
Yếu tố quyết định loại bia chính là loại men bia được sử dụng trong quá trình lên men Hầu hết các loại bia thuộc vào hai nhóm lớn: ale, sử dụng phương pháp lên men đỉnh, và lager, sử dụng phương pháp lên men đáy Những loại bia có sự kết hợp giữa ale và lager được gọi là bia lai Các đồ uống có cồn được sản xuất từ việc lên men đường không phải từ ngũ cốc thường không được xem là "bia", mặc dù chúng cũng được tạo ra từ cùng một quá trình sinh học Cụ thể, mật ong lên men được gọi là rượu mật ong, nước táo lên men là rượu táo, nước lê lên men là rượu lê, và nước nho lên men được gọi là rượu vang.
Ale là loại bia được sản xuất thông qua quá trình lên men nổi, thường diễn ra ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-23 °C, 60-75 °F) Quá trình lên men này tạo ra nhiều este và hương liệu thứ cấp, mang đến cho bia những hương vị phong phú như hoa, trái cây, táo, lê, dứa, cỏ, chuối, và mận Sự đa dạng về kiểu dáng và hương vị của các loại ale vượt trội hơn so với lager, khiến cho việc phân loại chúng trở nên phức tạp.
Một số dòng tiêu biểu của ale
Pale Ale là loại bia có hai biến thể chính: American Pale Ale và English Pale Ale, đại diện cho phong cách bia từ Mỹ và Anh Từ "pale" trong tên gọi chỉ màu sắc nhạt hơn so với các loại bia tối màu khác Bia Pale Ale thường có màu vàng hổ phách và mang hương thơm đặc trưng của hoa bia.
- India Pale Ale (IPA): loại pale ale thường có nồng độ cồn cao hơn và giàu hoa bia hơn.
- Brown Ale: tất nhiên là màu nâu, xuất xứ Anh quốc, đậm vị hạt và mạch nha hơn là hoa bia.
Stout là một loại bia đen, với Guiness là đại diện tiêu biểu cho dry Irish stout Loại bia này được làm từ lúa mạch rang, tạo nên màu sắc đen huyền bí cùng hương vị ngũ cốc rang hoặc caramel, trong khi mùi và vị hoa bia rất ít.
Porter là một loại bia đen đặc trưng, thường bị nhầm lẫn với stout, nhưng điểm khác biệt chính là porter không sử dụng lúa mạch rang Loại bia này có màu nâu sẫm, hương vị ngọt ngào với một chút mùi vị sô cô la và có thể có vị đắng nhẹ.
Bia từ mạch nha lúa mì, thường có màu vàng đục do không được lọc, giữ lại men trong thùng Loại bia này có thể đặc và thường mang hương vị tương tự như chuối và vani Hoegaarden là một trong những loại bia nổi bật thuộc dòng bia lúa mì này.
Lager là loại bia phổ biến nhất trên thế giới, có nguồn gốc từ Trung Âu và tên gọi xuất phát từ từ "lagern" trong tiếng Đức, nghĩa là "lưu trữ" Men bia lager thuộc loại lên men chìm, thường được lên men ở nhiệt độ từ 7-12 °C và sau đó trải qua quá trình lên men thứ cấp ở nhiệt độ thấp từ 0-4 °C Trong giai đoạn này, lager trở nên trong và chín, với điều kiện lạnh giúp hạn chế sản xuất các este và phụ phẩm, mang lại hương vị khô và lạnh đặc trưng cho loại bia này.
Tiêu biểu: Pilsner Urquell (Séc), Heineken (Hà Lan), Bitburger (Đức), Tiêu biểu: Pilsner
Urquell (Séc), Heineken (Hà Lan), Bitburger (Đức)….
Gabriel Sedlmayr trẻ và Anton Dreher là những người tiên phong trong việc phát triển các phương pháp hiện đại để sản xuất bia lager Gabriel Sedlmayr trẻ đã hoàn thiện quy trình sản xuất bia lager màu nâu sẫm tại nhà máy của mình.
Anton Dreher là người tiên phong trong việc sản xuất bia lager, đặc biệt là loại bia màu đỏ hổ phách, tại Viên vào khoảng những năm 1840-1841 Nhờ vào việc kiểm soát quy trình lên men được cải tiến, hầu hết các nhà sản xuất bia lager hiện nay chỉ cần thời gian lưu trữ lạnh ngắn, thường từ 1 đến 3 tuần.
Bia lager hiện nay chủ yếu dựa trên kiểu Pilsener, lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1842 tại Plzeň, Cộng hòa Séc Các loại bia Pilsener có màu sáng, được cacbonat hóa cao và mang hương vị mạnh mẽ của hoa bia, với nồng độ cồn từ 3-6% theo thể tích Pilsner Urquell và Heineken là những thương hiệu tiêu biểu cho loại bia này.
Hình 1: Bia ale Hình 2:Bia lager
Lên men tự nhiên là quá trình sản xuất bia sử dụng men bia hoang dã thay vì men nuôi cấy Trước khi men bia được nuôi cấy vào thế kỷ 19, các loại bia đã gần gũi với phương pháp này và thường mang hương vị chua đặc trưng.
Bia lai, hay còn gọi là bia hỗn hợp, sử dụng nguyên liệu và công nghệ hiện đại để sản xuất, thay thế hoặc bổ sung cho các phương pháp truyền thống Mặc dù có sự khác biệt giữa các nguồn, bia hỗn hợp thường được phân loại thành nhiều thể loại khác nhau.
Bia hoa quả và bia rau cỏ là sự kết hợp độc đáo giữa các loại phụ gia từ hoa quả và rau cỏ, mang lại hương vị hài hòa và đặc trưng Quá trình lên men của những nguyên liệu này tạo ra chất lượng bia rõ nét và hấp dẫn.
Bia thảo mộc và bia gia vị được làm từ các chất chiết xuất từ rễ, hạt, lá, hoa hoặc quả của thảo mộc và cây gia vị, thay thế hoặc bổ sung cho hoa bia truyền thống.
Một số dòng bia cải tiến
Bia từ lúa mỳ, có nguồn gốc từ Bỉ, được sản xuất từ lúa mỳ với tỷ lệ cao, thường được bổ sung thêm gia vị, cây cỏ và vỏ cam Loại bia này mang hương vị ngọt nhẹ, hơi chua và có cảm giác gia vị đặc trưng, với màu sắc đục Trong khi đó, bia kiểu Đức được nấu từ lúa mỳ đã được đường hoá mà không cần thêm gia vị.
Có hai loại bia từ lúa mỳ: loại có men bia đục và loại bia lọc trong Không nhất thiết bia từ lúa mỳ phải có màu sáng, mà vẫn có thể mang hương vị tươi mát và hơi chua.
Tổng quan về nguyên liệu
Nước
Hàm lượng các chất hòa tan trong dịch đường trước khi lên men là 10-13% đối với bia vàng và 16-22% đối với bia đen, cho thấy nước chiếm từ 77-90% trong thành phẩm bia Do đó, nước được xem là một trong những nguyên liệu chính trong quá trình sản xuất bia.
1.1.Thành phần hoá học của nước trong nước sản xuất
Nước là một dung dịch loãng chứa các loại muối dưới dạng ion, trong đó nhóm cation chủ yếu bao gồm Ca²⁺, Mg²⁺, H⁺, K²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, và Al³⁺ Nhóm anion chủ yếu bao gồm OH⁻, HCO₃⁻, và SO₄²⁻ Cation của sắt và mangan tồn tại chủ yếu ở hai dạng là pheri và phero.
Muối của canxi và magie là nguyên nhân chính gây ra độ cứng của nước Độ cứng tạm thời, hay còn gọi là cacbonat, được xác định bởi hàm lượng muối cacbonat và biocacbonat của canxi và magie Trong khi đó, độ cứng vĩnh cửu, hay nước cứng vĩnh cửu, được xác định bởi hàm lượng các muối như CaCl2, CaSO4, MgSO4 và MgCl2.
pH của nước là một chỉ số quan trọng, thường dao động từ 6,5 đến 7 Tính axit yếu của nước được thể hiện qua sự hiện diện của các axit cacbonnit tự do Độ chua của nước ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất quá trình đường hoá và malt.
Hàm lượng CO3 - và OH - gây ra độ kiềm của nước [4].
1.2.Ảnh hưởng của thành phần hóa học và các muối có trong nước đến các quy trình công nghệ
- Sự tồn tại của muối chứa Ca và Mg sẽ quyết định độ cứng của nước.
+ Ca: thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO3)2 và ảnh hưởng đến quá trình nấu bia do làm giảm độ acid của hồ malt và dịch đường hóa.
Mặc dù hàm lượng Magiê (Mg) trong nước thấp hơn Canxi (Ca), nhưng tác động tiêu cực của Mg lại mạnh mẽ hơn do MgCO3 có khả năng hòa tan và MgSO4 có vị đắng chát Cả hai yếu tố này đều ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia.
Natri tồn tại dưới dạng NaHCO3, Na2CO3, Na2SO4 và NaCl, trong đó Na2CO3 và NaHCO3 giúp giảm độ acid của hồ malt Na2SO4 với hàm lượng cao có thể tạo vị đắng cho bia, trong khi NaCl nếu dưới 200mg/l sẽ có tác động tích cực đến mùi và vị của bia.
+ Fe: thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2 hàm lượng cao sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng bia Vì vậy chỉ cho phép từ 0,2 ÷ 0,5 mg/l
+ Ngoài ra trong nước còn chứa các hợp chất hữu cơ ở dạng keo vô cơ hoặc hữu cơ (như SiOq) hoặc các chất khí (O2, N2, CO2 )
1.3.Yêu cầu của nước dùng trong sản xuất bia
Hàm lượng muối cacbonat không quá 50mg/l.
Hàm lượng muối Mg không quá 100mg/l.
Hàm lượng muối Clorua 75÷150 mg/l.
Hàm lượng muối CaSO4 130÷200mg/l
Hàm lượng Fe2+ không quá 0,3mg/l.
Khí NH3 và các muối NO3
Vi sinh vật không quá 100 tế bào /ml.
2.1.4 Sử dụng nước trong công nghệ sản xuất bia
Nước là nguyên liệu chính trong sản xuất bia, chiếm đến 90-92% trọng lượng của sản phẩm cuối cùng Nó tham gia trực tiếp vào nhiều quy trình công nghệ như gâm đại mạch, nấu malt, lọc dịch nha, lên men và hiết rót, góp phần tạo ra hương vị và chất lượng của bia.
Thành phần và hàm lượng của nguyên liệu ảnh hưởng đáng kể đến quy trình sản xuất và chất lượng bia Nước công nghệ đóng vai trò quan trọng trong các giai đoạn như nấu malt, nấu gạo, rửa bã và ngâm đại mạch.
Nước dùng ngâm đại mạch để sản xuất malt: yêu cầu quan trọng nhất là nước không được chứa nhiều tạp chất và vi sinh vật.
Nước dùng để nấu bia:
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hòa tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt (nhất là Na2CO3) gây cho bia có vị đắng khó chịu.
Những cacbonat và bicacbonat trong nước sẽ làm hạ độ acid của hồ malt làm cản trở hoạt động của hệ enzim trong malt:
2KH2PO4 + Ca(HCO3)2 = CaHPO4 + K2HPO4 + 2H2O + 2CO2
Malt nước từ phản ứng cho thấy rằng hai phân tử có tính acid sẽ tạo ra một phân tử kết tủa và một phân tử có tính kiềm.
Na2CO3 là muối làm giảm độ acid mạnh nhất vì:
2KH2PO4 + Na2CO3 = K2HP04 + Na2HPO4 + 2H2O + 2CO2
Nhận thấy rằng từ hai phân tử có tính acid KH2PO4 sẽ thu được 2 phân tử có tính kiềm
Nước dùng để rửa nấm men và thiết bị:
Nước dùng để rửa nấm men cần phải sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ, và đặc biệt không chứa vi sinh vật.
Nước rửa thiết bị nên có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứa các muối
NH3 và các muối nitrit.
Đại mạch
Đại mạch là nguyên liệu truyền thống chủ yếu trong sản xuất bia, có thể thay thế một phần bằng nguyên liệu khác nhưng vẫn giữ vai trò quan trọng Giống như các loại ngũ cốc khác, đại mạch chứa hai thành phần chính là glucid và protein, nhưng với hàm lượng glucid và protein cao hơn Tỷ lệ glucid/protein của đại mạch cũng rất cân đối, điều này làm cho nó trở thành nguyên liệu lý tưởng cho quá trình sản xuất bia.
2.2.Cấu tạo của hạt đại mạch
Hạt đại mạch có kích thớc dài từ 8 - 10mm, rộng từ 3 - 4mm đuợc chia làm 3 phần chính là: vỏ, nội nhũ và phôi
Hạt đại mạch gồm có ba bộ phận chính: vỏ, nội nhũ và phôi.
Hầu hết các loại đại mạch đều có vỏ trấu bên ngoài, là nguyên liệu để sản xuất bia.
Đại mạch không có vỏ không được sử dụng trong sản xuất bia Vỏ trấu được hình thành từ đài hoa, trong đó đài hoa dưới tạo ra vỏ trấu bên ngoài (long) và kết thúc bằng sợi râu, trong khi đài hoa trên hình thành vỏ trấu bên trong (bụng) Đài hoa đóng vai trò bảo vệ các cơ quan bên trong hạt đại mạch.
Vỏ trấu chủ yếu được cấu thành từ xenluloza, chất khoáng và linhin Dưới lớp vỏ trấu là lớp vỏ quả, tiếp theo là lớp vỏ hạt, bao gồm hai lớp: lớp ngoài dày và lớp trong trong suốt Lớp vỏ hạt hoạt động như một màng bán thấm, cho phép nước thẩm thấu vào trong hạt nhưng cản trở chất hòa tan thoát ra ngoài.
Nội nhũ là phần quan trọng nhất của hạt đại mạch, chiếm 64-68% trọng lượng hạt Nó có thể xuất hiện dưới dạng trắng trong hoặc trắng đục, được bao bọc bởi lớp alơron giàu protein, chất béo, đường, pentozan, vitamin và tro Nội nhũ chứa các tế bào lớn với thành mỏng, chứa đầy tinh bột, một ít protein, xenluloza, chất béo, tro và đường.
Phôi hạt chiếm 2,5 - 5% trọng lượng hạt và đóng vai trò quan trọng trong việc di truyền sự sống của cây cũng như trong công nghệ sản xuất bia Malt đại mạch được tạo ra từ hạt đại mạch nảy mầm trong điều kiện nhân tạo với nhiệt độ và độ ẩm phù hợp Quá trình nảy mầm này dẫn đến sự xuất hiện và tích tụ lớn các enzym, chủ yếu là amylaza, proteaza và các enzym khác trong hạt đại mạch.
Quá trình chế biến hạt đại mạch thành hạt malt bao gồm sự phát triển của phôi và sự hoạt hóa hệ enzym trong hạt, dẫn đến việc cắt giảm các hợp chất cao phân tử thành hợp chất thấp phân tử Một phần nhỏ của các hợp chất này quay về nuôi cây non, trong khi phần lớn chuyển hóa thành chất hòa tan của dịch đường Phôi nằm ở phía dưới hạt, tiếp giáp với nội nhũ qua một màng bán thấm Mặc dù giá trị dinh dưỡng của phôi không đáng kể trong sản xuất bia, nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất malt nhờ vào khả năng tích tụ enzym.
Các Enzim có trong phôi bao gồm: o Enzim thuỷ phân tinh bột - Enzim Amylaza o Enzim thuỷ phân protein - Enzim Proteaza o Enzim thuỷ phân chất béo - Enzim Lipaza[5]
2.3.Thành phần hóa học của đại mạch
Bảng1: tính theo phần trăm trọng lượng chất:
Thành phần Đại mạch (%) Malt (%)
Tinh bột 63÷35 58÷60 Đường saccharose 1÷2 2 3÷5 Đường khử 0.1÷0.2 3÷4
Dạng hòa tan tinh thể muối albumin, globulin
Trong nhóm glucide của hạt đại mạch, ngoài tinh bột được tập trung ở nội nhủ còn có các thành phần
- Cellulose: chủ yếu nằm ở trong vỏ trấu của hạt đại mạch, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ Cellulose có ý nghĩa lớn trong quá trình lọc dịch đường hóa.
Hemicellulose là thành phần chủ yếu trong chất khô của vỏ trấu, bao gồm nhiều loại polysaccharide khác nhau Quá trình phân giải hemicellulose nhờ enzyme Sitoase đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn nảy mầm, tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme khác thâm nhập vào nội nhũ của hạt.
- Pentozan: có trong thành phần của hemicellulose, đặc biệt có nhiều trong vỏ trấu (2%), không tan trong nước Nếu bị thủy phân cho ra đường arabilnose và kcilose.
Các glucide cao phân tử trong dại mạch chứa các chất ở dạng gom, khi tan trong nước tạo thành dung dịch nhớt Khi thủy phân, chúng sẽ cho ra galactose và kcilose, hoặc như pectin Mặc dù những hợp chất này có thể gây trở ngại cho quá trình lọc trong dịch đường hoặc bia, nhưng chúng cũng góp phần tạo bọt cho bia và cải thiện mùi vị.
Hạt đại mạch chứa một lượng nhỏ các loại đường như mono-, di-, tri-saccharide, trong đó saccharose là loại đường chiếm ưu thế, chiếm khoảng 1,8% chất khô của hạt Những chất đường này đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất malt, đặc biệt là trong giai đoạn đầu.
Chất đắng và chất chát có nhiều trong vỏ trấu của hạt đại mạch, đóng vai trò quan trọng trong quá trình ngâm đại mạch Một phần chất chát liên kết với protid, tạo thành acid textinoic có vị đắng và mùi khó chịu Những hợp chất này không hòa tan trong nước lã nhưng hòa tan tốt trong dung dịch kiềm loãng (0,2÷0,4%).
Qua đó ta thấy các chất chát, đắng, màu có tác dụng xấu đến thành phần của bia.
Vì vậy các biện pháp công nghệ nhằm loại bỏ chúng là rất cần thiết.
2.4.Các chất chứa nitơ trong hạt đại mạch
Protid đóng vai trò quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, với khối lượng và chất lượng của nó trong đại mạch ảnh hưởng lớn đến quy trình Tỷ lệ hợp chất chứa nitơ so với tinh bột (N:C) trong đại mạch được coi là tối ưu cho sản xuất bia so với các loại ngũ cốc khác Mặc dù protid chỉ chiếm khoảng 4-5% trong thành phần hòa tan của dịch đường hóa, nhưng chúng tham gia tích cực vào quy trình công nghệ và quyết định chất lượng sản phẩm.
Quá trình phân giải protid dưới tác dụng của enzyme là yếu tố then chốt trong sản xuất malt và bia Sản phẩm của sự phân giải này thường có phân tử lượng thấp hơn, góp phần vào sự tương tác với các thành phần khác, dẫn đến sự thay đổi về thành phần và tính chất của nguyên liệu cũng như sản phẩm cuối Đặc biệt, sự hình thành melanoic là điểm đáng chú ý, vì nó mang lại hương thơm, vị ngọt và khả năng tạo bọt cho bia Tuy nhiên, những đặc tính này của bia chủ yếu phụ thuộc vào việc phân giải protid có được tối ưu hay không.
Sự oxi hóa protid gây ra biến đổi tiêu cực cho chất lượng sản phẩm, đặc biệt làm giảm tính ổn định của bia Kim loại nặng, đặc biệt là Fe và Cu, thường là tác nhân xúc tác cho quá trình này, dẫn đến hiện tượng bia bị đục nhanh chóng.
Trong đại mạch có đủ protid đơn giản (protein) và protid phức tạp (proteit).
Edectin là một loại globulin không hòa tan trong nước, bắt đầu kết tủa khi nhiệt độ vượt quá 90 o C Loại protein này khó tách ra khỏi dịch đường, do đó, nó là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng đục bia.
Hordein thuộc phân nhóm prolamin, không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch acid hoặc kiềm Hàm lượng hordein trong hạt đại mạch từ 3,5÷3,7% trọng ;ượng chất khô.
Glutelin chiếm khoảng 3% chất khô trông đại mạch, mạch, thuờng bị thải cùng bã malt sau khi nấu.
2.5.Các chất chứa Nitơ phi protid
Tập hợp những sản phẩn phân giải protid với mức độ phân giải khác nhau cho ra những sản phẩn khác nhau:
Albumoza và pepton có cấu trúc tương tự như protein, nhưng chứa ít gốc acid amin hơn Chúng tan trong nước lã và không bị kết tủa trong quá trình chế biến, góp phần vào thành phần nước đường hóa, giúp cải thiện khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia.
- Peptid có số gốc acid amin ít hơn pepton, gồm có di-tri và polypeptit , hòa tan dễ dàng trong nước và đi vào thành phần của bia.
Hoa houblon
Houblon là loại cây dây leo lâu năm, có tuổi thọ từ 30 đến 40 năm và chiều cao trung bình từ 10 đến 15 mét Trên thế giới hiện nay có hơn 100 giống hoa houblon khác nhau Loại thực vật này chỉ phát triển tốt trong khí hậu ôn đới, vì vậy nó được trồng phổ biến ở các quốc gia như Đức, Tiệp Khắc, Liên Bang Nga, Pháp, Mỹ và Trung Quốc.
Hoa houblon có hai loại hoa riêng biệt: hoa đực và hoa cái Trong sản xuất bia, chỉ hoa cái chưa thụ phấn được sử dụng do chứa nhiều lupulin và chất đắng, trong khi hoa đực không được dùng vì kích thước nhỏ và hàm lượng chất cần thiết thấp.
Hoa houblon là nguyên liệu quan trọng thứ hai trong sản xuất bia, chỉ sau đại mạch Nó mang lại vị đắng nhẹ và hương thơm đặc trưng, đồng thời tăng cường khả năng tạo và giữ bọt, cải thiện độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm Với những đặc tính đặc biệt này, hoa houblon giữ vai trò độc tôn và không thể thay thế trong ngành sản xuất bia.
3.1.Thành phần hoá học của hoa houblon
Bảng 2: thành phần hóa học của hoa houblon
Thành phần Tỉ lệ (%) Thành phần Tỉ lệ(%)
Tinh dầu thơm 0,5÷1 Chất béo 3
Tanin 2,5÷6 Tro 8 Đường khử 2 Cellulose,lignin và những chất còn lại
Chất đắng trong công nghệ sản xuất bia đóng vai trò quan trọng, mang lại vị đặc trưng và dễ chịu cho sản phẩm Khi hòa tan vào dịch đường, chúng không chỉ tạo ra đặc tính cảm quan độc đáo mà còn có hoạt tính sinh học cao, giúp bia giữ bọt lâu hơn Ngoài ra, tính kháng khuẩn của chất đắng cũng góp phần tăng cường độ bền sinh học của bia thành phẩm.
- Axit đắng (humulon): 90% độ đắng của bia là á-axit đắng, bao gồm humulon và các đồng phân của nó.á-axit đắng gây đắng mạnh nhưng kháng sinh rất yếu.
Axit đắng (lupulon) bao gồm lupulon và các đồng phân của nó Trong đó, â-axit đắng có vị đắng yếu hơn á-axit đắng nhưng lại có tính kháng sinh mạnh mẽ hơn Vì vậy, việc sử dụng kết hợp cả á-axit đắng và â-axit đắng là cần thiết để đạt hiệu quả tối ưu.
- Nhựa mềm: là các polyme acid đắng chúng có khả năng tạo ra lực đắng cao hơn axit đắng đây là chất rất có giá trị của chất đắng.
Nhựa cứng, một loại polyme của acid đắng, có mật độ cao hơn nhiều so với nhựa mềm Chất này không tan trong nước và dịch đường, vì vậy nó không được sử dụng trong sản xuất bia.
Tanin, với hàm lượng trung bình 4% trọng lượng hoa, đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất bia và ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, tanin được chiết xuất dưới dạng hòa tan Khi gặp nhiệt độ cao và thời gian dài, tanin sẽ bị oxy hóa và trùng ngưng, tạo thành các phân tử kết hợp với protein trong dịch đường, hình thành phức tanin-protein và gây ra kết tủa nóng Ngoài ra, một dạng phức tương tự với trọng lượng nhỏ hơn không kết tủa ở nhiệt độ cao, nhưng khi nhiệt độ giảm, chúng sẽ kết tủa lại, tạo ra liên kết tủa nguội trong dịch đường.
Tanin có ảnh hưởng tích cực đến quy trình công nghệ sản xuất bia bằng cách làm cho dịch đường nhanh hơn và kết tủa các protein không bền, từ đó tăng cường độ bền vững của keo bia Tuy nhiên, tanin cũng có thể kết tủa các protein bền, dẫn đến việc giảm khả năng tạo bọt của bia.
Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17% đến 0,65% trọng lượng hoa và hòa tan trong dịch đường, tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia Tinh dầu này là chất lỏng trong suốt, màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm độc đáo, nhưng hòa tan rất yếu trong nước (0,4mg/l) và khó hòa tan trong cồn thấp, trong khi hòa tan hoàn toàn trong cồn nguyên chất và este Đặc biệt, do đa phần cấu tử dễ bay hơi, nên trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, khoảng 98% lượng tinh dầu thơm sẽ bay hơi, chỉ còn lại 2% trong bia.
Hoa có màu vàng óng, cánh hoa to đều, chắc, không bị rách, không bị sâu bọ, không bị mốc.
Hạt lupulin có màu vàng, có mùi thơm đặc trng dễ chịu Luợng tạp chất không vợt quá 1,8% (tính theo hàm luợng chất khô).
Luợng tro không vuợt quá 10% Hàmluợng chất đắng 13%.
Hoa có màu vàng lục, điểm xuyết với ít chấm đỏ cà phê trên cánh Cánh hoa có thể bị rách nhẹ, không vượt quá 1,5mm, và tỷ lệ hoa bị sâu bệnh chỉ dưới 1% Hạt lupulin có màu vàng hoặc vàng sẫm, đảm bảo không có mùi lạ.
Luợng tạp chất không quá 3% (tính theo hàm lƣợng chất khô) Luợng tro không vợt quá11%.
Hoa có thể có màu xanh vàng hoặc vàng xẫm, với nhiều vết đỏ cà phê trên cánh Cánh hoa thường bị rách và hạt lupulin có màu vàng sẫm, kèm theo mùi thơm nhẹ và có phần nồng.
Luợng tro không vợt quá 12% Hàm luợng chất đắng 10% [5].
Bảng 3: giá trị chất lượng hoa houblon
Chỉ số Loại 1 Loại 2 Loại 3
Màu hoa Vàng dến vàng óng Vàng lục Vàng xanh đến vàng Màu hạt lupulin Vàng, vàng óng ánh Vàng, vàng sẫm Vàng sẫm
Mùi Thơm dễ chịu, đặc trưng Thơm, không có mùi tạp chất khác Hơi nồng
Cánh hoa To, đều, chắc, không bị rách
Cánh có thể bị rách, có chấm đỏ cà phê
Ránh nhiều, nhiều chấm đỏ cà phê
Hoa viên: Hoa houblon đã sấy khô đuợc nghiền thành bột, sau đó ép thành viên Có 3 loại:
-Hoa viên loại 90: (90kg có chứa tất cả các thành phần trong hoa gốc đuợc chế biến từ 100 kg hoa tơi)
Chế biến: sấy khô hoa tơi bằng không khí 20 -250C sau đó tiếp tục sấy bằng không khí
Nhiệt độ từ 40 đến 500 độ C và độ ẩm 7 đến 9% được sử dụng để nghiền nguyên liệu thành bột có kích thước từ 1 đến 5 mm Sau đó, bột được trộn và ép thành viên trong máy ép, tiếp theo là quá trình làm nguội và đóng bao Cuối cùng, không khí trong bao được loại bỏ và thay thế bằng khí trơ như CO2 hoặc N2.
Hoa viên loại 45 (nồng độ cao) là loại hoa giàu lupulin, chứa toàn bộ nhựa và tinh dầu từ hạt lupulin Quá trình sản xuất bao gồm việc tách hạt lupulin ra khỏi hoa, kèm theo một phần cuống và cánh hoa Những phần này sau đó được nghiền mịn và sàng lọc, với quy trình thực hiện ở nhiệt độ rất thấp (-350C) để giữ cho hạt lupulin rắn và không bị bám dính.
Người ta sử dụng dung môi hữu cơ như hexan, metanol, metylen clorua và etanol để trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm từ hoa houblon Sau khi dung môi được bay hơi, phần lớn tinh dầu thơm cũng bị mất đi, dẫn đến hàm lượng tinh dầu thơm trong cao hoa thấp.
Cao hoa nhớt, màu xanh da trời, đuợc đựng trong hộp hoặc chai [5].
Men bia
Nấm men, một loại sinh vật đơn bào, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia Là một sinh vật sống, nấm men cần được nuôi dưỡng theo các quy luật thực vật, với thức ăn chủ yếu là đạm, hydrocacbon và khoáng chất Quá trình lên men của nấm men chuyển đổi đường thành rượu và axit cacbonic, với tỷ lệ chuyển đổi đạt 95-96% Phần còn lại bao gồm 4-5% axit succinique (0,7%), glycerin (3,5%) và các chất khác.
Trong ngành sản xuất bia, các giống nấm men đựơc chia thành 2 nhóm:
Nhóm nấm men nổi với các đặc tính:
- Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trừơng.
- Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày trên bề mặt cùng với bọt bia, bia tự trong chậm.
- Khả năng lên men đừơng tam (rafinase) kém (chỉ đạt 33%).
Nhóm nấm men chìm với các đặc tính:
- Quá trình xảy ra trong lòng môi trừơng nên khả năng lên men tốt.
- Có khả năng lên men hoàn toàn (vì có thể lên men đường rafinosse hoàn toàn).
Sau khi quá trình lên men hoàn tất, các tế bào nấm men Saccaromyces carlsbergensis hansen sẽ kết thành chùm hoặc chuỗi và lắng xuống đáy thùng lên men một cách nhanh chóng, giúp bia trở nên trong hơn.
Bảng 4: So sánh 2 loại nấm men
Nấm men nổi Nấm men chìm
Tế bào mẹ và con sau nảy chồi thuờng dính lại vưới nhau
Chỉ sử dụng đƣợc 1/3 đuờng rafinoza Quá trình trao đổi chất chủ yếu xảy ra trong quá trình hô hấp thu nhiều sinh khối
Hình cầu Sau nảy chồi đứng riêng rẽ hoặc cặp đôi
Sử dụng hoàn toàn đuờng rafinoza Quá trình trao đổi chất chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men
Khả năng tạo bào tử lâu hơn và hạn chế hơn
Nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính
Lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính
- Nhiệt độ sinh truởng tốt nhất của giống Saccaromyces là 25- 30o
C, tuy nhiên một số loài của giống này vẫn phát triển tốt ở 2-3o
C Nấm men bia ngừng sinh truởng hoặc chết ở nhiệt độ trên 40o
C Đối vưới nhiệt độ thấp (tới - 180 o
C) chúng vẫn sống.Nấm men bia có thể tồn tại trong môi truờng có hoặc không có oxy [5].
Thế liệu
Hiện nay, thóc và gạo là những nguyên liệu phổ biến được sử dụng thay thế Có hai cách sử dụng: một là chế biến trực tiếp gạo kết hợp với bột malt, hai là ủ mầm thóc với bột malt, có thể sử dụng malt tươi hoặc sấy khô.
Gạo chứa thành phần khô với tinh bột chiếm 75%, protit 7-8%, chất béo 1-1,5%, khoáng 1-1,5%, đường 2-2,5% và xenluloza 0,5-0,8% Điều này cho thấy gạo có hàm lượng tinh bột cao, protit nằm trong giới hạn, trong khi chất béo và xenluloza có hàm lượng thấp Vì vậy, gạo là nguyên liệu lý tưởng để thay thế trong công nghệ sản xuất bia, với khả năng sử dụng 20-30% gạo thay thế malt, kết hợp với enzym thủy phân tinh bột để tạo ra bia có chất lượng thấp.
Gạo có thể được sử dụng theo hai hình thức: một là gạo nghiền nhỏ để chế biến cùng với bột malt, hai là thóc ủ mầm ở dạng sấy khô hoặc malt tơi.
Ngô là một nguyên liệu đa dạng với nhiều loại khác nhau như ngô đá, ngô bột, ngô răng ngựa, ngô đường, ngô nếp và ngô nổ, mỗi loại mang thành phần hóa học riêng biệt.
Tiểu mạch có hình dáng bên ngoài tương tự như đại mạch, nhưng khác biệt ở chỗ không có lớp vỏ trấu Hạt tiểu mạch chỉ có hai lớp vỏ: lớp vỏ quả và lớp vỏ hạt, trong đó lớp vỏ hạt liên kết chặt với nội nhũ hơn Thành phần hóa học của hạt tiểu mạch rất đặc trưng.
5.2.Nguyên liệu thay thế từ đường(hexoza)
Có thể sử dụng đường hoặc các sản phẩm chế biến từ đường làm nguyên liệu thay thế trong quá trình nấu hoa houblon, với đường mía dạng hạt có hàm lượng sacaroza > 98% Tuy nhiên, lượng thay thế không nên vượt quá 20% so với lượng chất khô chiết xuất từ malt vào dịch đường, vì điều này có thể làm mất cân bằng quá trình lên men và dẫn đến sự hình thành nhiều rượu bậc cao Đường thủy phân (glucoza) có thể được tạo ra từ quá trình thủy phân tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng axit, sau đó trung hòa, lọc và cô chân không đến 77-78% chất khô.
Invectara là hỗn hợp glucoza và fructoza được tạo ra từ việc thủy phân dung dịch 80% đường củ cải bằng axit trung hòa và lọc Hỗn hợp này được sử dụng trong sản xuất bia đen để tăng cường độ màu Xiro tinh bột được sản xuất từ việc thủy phân tinh bột khoai tây hoặc tinh bột ngô bằng axit trung hòa và lọc, nhưng không thực hiện thủy phân hoàn toàn.
Quy trinh công nghệ
Sơ đồ quy trình
Lắng Làm lạnh nhanh Lên men chính
Houblon hóa Lọc hoa houblon
Thuyết minh quy trình
Mục đích của việc nghiền hạt là phá vỡ cấu trúc tinh bột, giúp tăng bề mặt tiếp xúc với nước, từ đó thúc đẩy quá trình hồ hóa và thủy phân Đối với gạo, do chưa nảy mầm nên cấu trúc tinh bột vẫn nguyên vẹn và hệ enzyme amylase, protease nghèo nàn, khiến gạo cần được nghiền mịn để tăng hiệu quả thủy phân Còn đối với malt, kích thước bột nghiền và độ nguyên vẹn của võ trấu rất quan trọng; nghiền thô giúp lọc bã malt hiệu quả hơn nhưng nếu quá thô sẽ làm giảm độ đường hóa, trong khi nghiền quá mịn sẽ làm nát vỏ trấu, gây tắc nghẽn lớp lọc và giảm khả năng lọc.
Thiết bị sử dụng: Máy nghiền:
Mục đích: Để nghiền malt thành mãnh nhỏ tăng bề mặt tiếp xúc với nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nấu.
Hai cặp trục của máy nghiền được phân bố phía trên và phía dưới của sàng rung.
Sau khi malt được nghiền ở cặp trục thứ nhất, sản phẩm sẽ được chuyển xuống sàng rung Phần vật liệu lọt qua sàng sẽ được thu gom vào thùng chứa, trong khi phần không lọt sàng sẽ được chuyển đến cặp trục thứ hai để tiếp tục nghiền.
Malt sau khi nghiền cần giữ nguyên vỏ trấu để tạo lớp lọc hiệu quả, đồng thời hạn chế các chất không có lợi từ vỏ trấu vào bia.
Là máy nghiền 1 cặp trục Gạo sau khi nghiền ở cặp trục thứ nhất được đưa xuống sàng rung, phần lọt sàng được thu gom vào silô chứa.
1: Ống vệ sinh 6: Thang 11: Ống truyền nhiệt 2: Đường bột gạo vào 7: Thân thiết bị 12: Nước ngưng tụ
3: Hơi thứ 8: Lớp bảo ôn 13: Dịch cháo ra vào 4: Đèn chiếu 9: Đường hơi vào 14: Động cơ
5: Cửa quan sát 10: Đường hơi ngưng tụ15: Đường hơi vào 16: Cánh khuấy 17: Vòi phun
Nồi gạo có đường kính 2500 mm, thể tích là 125 hl.
Sau khi nghiền gạo cùng với malt lót được đưa vào nồi, có chứa nước.
Thiết bị nấu có hình dạng trụ đáy cầu với nắp hình nón và ống thoát hơi, sử dụng hệ thống cấp hơi gián tiếp để gia nhiệt đồng thời cho thân và đáy nồi, được bảo ôn cẩn thận Trục nồi được trang bị cánh khuấy để đảo trộn dịch, ngăn chặn hiện tượng gạo vón cục và đảm bảo quá trình đường hoá diễn ra hiệu quả Hơi nước truyền nhiệt qua các ống vào thành nồi và đáy nồi, đun nóng dịch cháo Gạo đã nghiền được đưa vào qua cửa số (2) và sau khi bật cánh khuấy (16), gia nhiệt lên 90°C trong 20 phút Hệ thống gia nhiệt bao phủ đáy và 1/3 thân thiết bị, sử dụng hơi nước làm tác nhân gia nhiệt Sau khi đạt nhiệt độ sôi, giữ trong 20 phút để hoàn tất quá trình đường hoá Cuối cùng, dịch cháo được tháo ra qua cửa số (13) và thiết bị được vệ sinh bằng hệ thống đường ống nước ở phía trên.
Hình 2: Sơ đồ nồi nấu malt
1: Hơi thứ 9: Dịch đường hoá vào ra 17: Malt nghiền 2: Đèn chiếu 10: Động cơ 18: Vòi phun 3: Cửa quan sát 11: Hơi vào 19: Đường ống vệ sinh 4: Thang 12: Cánh khuấy
5: Thân thiết bị 13: Ống truyền nhiệt 6: Lớp bảo ôn 14: Nước nóng 8: Nước ngưng tụ 15: Ống phun 16: Thiết bị hòa malt
Nồi malt có đường kính 3750 mm, thể tích 315 hl.
Malt sau khi nghiền và trộn với nước được đưa vào nồi malt bằng bộ phối trộn Nồi malt, được làm từ thép không gỉ, có hình trụ đáy côn với kích thước lớn hơn nồi gạo, và có nắp hình nón với ống thoát hơi Hệ thống cấp hơi gián tiếp giúp gia nhiệt đáy nồi, được bảo ôn để giữ nhiệt Trục nồi nấu được trang bị cánh khuấy nhằm đảo trộn dịch, ngăn ngừa hiện tượng vón cục Trong quá trình nấu, hơi được dẫn qua các ống để truyền nhiệt, làm nóng dịch cháo hiệu quả.
Trong nồi malt, bộ phận hoà malt đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất Malt được đưa vào buồng hoà malt, nơi có đường ống dẫn nước nóng phun lên ở dạng tia để ngăn ngừa vón cục, với nhiệt độ nước khoảng 42 độ C Nguyên liệu được cho vào qua cửa số (17) và nước qua đường ống số (14) Bộ hoà malt (16) giúp trộn đều nước và malt, sau đó hỗn hợp này được dẫn qua ống phân phối vào nồi nấu malt.
Hệ thống gia nhiệt của nồi nấu malt chỉ được lắp đặt ở đáy thiết bị do nhiệt độ nấu malt thấp hơn so với nấu gạo Trong quá trình này, nước có nhiệt độ khoảng 42 o C được bơm vào cùng với malt Sau khi hoàn tất quá trình đường hoá, hỗn hợp sẽ được chuyển sang thùng lọc.
Nâng nhiệt độ lên 72°C trong khoảng 11 phút giúp tinh bột hấp thụ nước và trương nở, từ đó tăng độ nhớt của dịch bộ Giữ nhiệt ở 72°C trong 10 phút sẽ tác động lên các phân tử amylose và amylopectin, dẫn đến việc các phân tử polymer của tinh bột bị cắt thành các phân tử glucose có số góc thấp hơn, hình thành các dạng dextrin khác nhau Quá trình này đánh dấu sự dịch hóa một phần của tinh bột.
Tiếp tục đun nóng đến 83°C trong 13 phút và giữ nhiệt độ này trong 5 phút để hồ hóa tinh bột Kết thúc giai đoạn này, phần lớn tinh bột đã được hồ hóa Nhiệt độ này cũng giúp enzyme α-amylase hoạt động hiệu quả hơn, vì nhiệt độ tối ưu là 72-75°C, giúp giảm độ nhớt của nồi và làm cho quá trình đun trở nên dễ dàng hơn.
Nâng nhiệt lên 100°C trong 30 phút và giữ nhiệt trong 15 phút giúp hồ hóa hoàn toàn tinh bột, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đường hóa và lọc.
Mục đích của quá trình này là tối ưu hóa việc chiết xuất các chất hòa tan từ nguyên liệu, đồng thời thủy phân các hợp chất phân tử lớn thành những chất đơn giản hơn, dễ hòa tan trong nước, nhằm tạo ra dịch đường hóa.
Khi nhiệt độ nồi gạo đạt 88°C, nồi malt bắt đầu hoạt động Bột malt và nước được phun vào ống dẫn với áp lực lớn để hòa tan bột malt, ngăn ngừa vón cục Đồng thời, cánh khuấy hoạt động để giữ cho malt không lắng xuống đáy, tránh hiện tượng cháy, khét Trong quá trình pha bột malt, cần bổ sung thêm nguyên liệu.
CaCl2.2H2O được sử dụng để làm mềm nước và hạ nhiệt độ Ion Ca2+ không chỉ tăng cường tính bền mà còn cải thiện hoạt động của enzyme α-amylase Thêm vào đó, việc bổ sung acid lactic giúp điều chỉnh pH của môi trường về khoảng 5,2 đến 5,6, tạo điều kiện lý tưởng cho hoạt động của enzyme amylase.
Nâng nhiệt độ lên 50°C trong 8 phút và duy trì nhiệt độ này trong khoảng 2 phút, thời gian đạm hóa có thể thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng acid amin trong malt Trong giai đoạn này, protein sẽ bị thủy phân nhờ tác động của enzyme protease.
Quá trình thủy phân đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia, với lượng protide và sản phẩm thủy phân chiếm 5-6% trong dịch đường Các phân tử protide có khối lượng phân tử thấp như amino acid và peptide cung cấp dinh dưỡng thiết yếu cho nấm men Đồng thời, các protide có khối lượng phân tử trung bình như peptone và polypeptide góp phần tạo vị, tạo bọt và duy trì độ bền của bọt bia Tuy nhiên, các protide có khối lượng phân tử cao có thể gây đục bia.