men vi sinh len men bia và mạch nha
- Thông tin chi tiết
Thông tin chi tiết
MEN VI SINH LÊN MEN BIA VÀ MẠCH NHA
1. Giới thiệu
Bia, cũng giống như bất kỳ thực phẩm lên men khác, là một sản phẩm vi sinh cố định. Hoạt động của vi sinh vật liên quan đến từng bước trong quá trình sản xuất ra sản phẩm, quyết định rất nhiều các đặc tính cảm quan của sản phẩm. Mặc dù Saccharomyces đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình lên men bia từ ngũ cốc thì rất nhiều các vi sinh vật khác cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men này (Hình 1). Sự can thiệp vi sinh ở mỗi bước trong quá trình từ lúa mạch tạo ra bia có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng bia. Để có cái nhìn tổng thể về quá trình lên men bia và mạch nha, chúng ta cùng tìm hiểu nghiên cứu của Bamforth.
Hình 1. Vi sinh vật lên men bia và mạch nha. Biểu đồ cho thấy một cách tổng quan về các loài vi khuẩn và nấm đã được báo cáo trước đây tham gia vào các giai đoạn chính của việc sản xuất bia.
2. Nấm men bia
Mặc dù tất cả các chủng Saccharomyces đều tạo ra etanol- một trong những sản phẩm lên men cuối cùng, trong thực tế các chủng được sử dụng trong quá trình sản xuất bia trên thế giới đều được phân làm 2 nhóm là men ale và men lager. Những thuật ngữ quan trọng này được đặt tên bởi Boulton và Quain.
Men ale, là những chủng Saccharomyces cerevisiae, rất đa dạng và có thể phân lập được từ rất nhiều nơi trên thế giới. Những nấm men này thường được coi là các loại nấm “có khả năng lên men cao nhất”, trong các nồi lên men mở truyền thống chúng tiến lên bề mặt của ống dẫn, rất thuận tiện cho việc thu hồi để tái sử dụng chúng trong các lần lên men tiếp theo. Áp suất thủy tĩnh trong các nồi lên men hình trụ nón hiện đại có thể đạt tới 10,000 hl (1hl=100 lit), có xu hướng loại bỏ chiều hướng này của men ale, có thể thu hồi ở hình nón của thiết bị.
Cách đặt tên men lager là nấm men “lên men ở đáy”, đặc điểm của chúng là không nổi lên bề mặt của nồi men trong bất kỳ điều kiện lên men nào.
Các nấm men lager (không giống như nấm men ale) thường không phân lập được từ tự nhiên, mặc dù gần đây các chủng chịu lạnh của nấm men kết hợp với S. cerevisiae sản sinh ra S. pastorianus nguồn gốc từ các rừng sồi phía nam của Argentina và đại diện cho Saccharomyces eubayanus.
Các chủng ale đa dạng hơn nhiều so với các chủng lager. Các chủng lager có thể được chia thành loại Carlsberg và Tuborg, dựa trên dấu vân tay nhiễm sắc thể, giữa chúng có những sự khác biệt nhỏ. Casey cho rằng sự đa dạng của các chủng ale phản ánh việc chúng có thể phân lập được từ nhiều địa điểm khác nhau, trong khi đó các chủng lager chỉ có ở những địa điểm hạn chế.
Hệ gen của S. cerevisiae đã được đọc trình tự đầy đủ. Trong khi các chủng được sử dụng để đọc trình tự là đơn bội, thì các chủng nấm men bia là đa bội hoặc thể bội không chỉnh, với 3 hoặc 4 bản sao của mỗi nhiễm sắc thể. Hiện tại lượng thông tin về đặc tính của nấm men này rất hạn chế, chỉ có một vài các nghiên cứu của Galitski.
Một số lượng lớn bản sao của gen được cho rằng sẽ làm cho nấm men bền hơn, và có thể cũng làm tăng khả năng sản xuất enzym dẫn tới việc chuyển hóa các hợp chất lên men nhanh hơn, ví dụ như maltose. Có một vài sự khác nhau cơ bản giữa các chủng đơn bội và đa bội. Mặc dù đặc tính tự nhiên của các chủng men bia là đa bội, nhưng có những bằng chứng cho thấy tính không bền của nhiễm sắc thể. Ảnh hưởng của nó là những thay đổi trong sự kết bông và sử dụng maltotriose. Các mảng nấm men có thể tạo ra thông qua mất một phần hoặc toàn bộ ADN ty thể, dẫn tới việc sản sinh ra thứ gọi là “petites”. Mặc dù lên men rượu là lên men kị khí, có nghĩa là không có vai trò của hô hấp trong ty thể, tuy nhiên nó thực hiện các chức năng chuyển hóa khác trong qua trình lên men bia.
3. Phân loại nấm men
Sự phân loại các chủng men bia đã được thực hiện bởi Quain và Casey. Các phương pháp phân loại truyền thống bao gồm quan sát các đặc điểm hình thái khuẩn lạc trên các môi trường nuôi cấy, khả năng của các nấm men chuyển hóa melibiose (các chủng lager có khả năng này bởi vì chúng có khả năng sử dụng α-galactosidase, còn các chủng ale thì không có khả năng này), khả năng chịu nhiệt, kiểm tra kết bông, đặc tính hoạt động trong các nồi lên men quy mô nhỏ và nhu cầu oxy. Gần đây, các kỹ thuật dựa trên ADN được tập trung, bao gồm các phân tích đa hình độ dài các đoạn cắt giới hạn, PCR, xác định nhân tế bào, và phân tích đa hình độ dài đoạn được khuếch đại. Bên cạnh đó, quang phổ học khối lượng nhiệt phân, quang phổ học tia hồng ngoại biến đổi Fourier, nghiên cứu xác định ester methyl axit béo, và dấu vân tay protein cũng có thể được nghiên cứu sử dụng.
4. Nguồn nấm men và thao tác
Một vài bộ sưu tập nấm men và nguồn cung cấp đang có sẵn. Tuy nhiên các công ty bia lớn có xu hướng tự quản lý các chủng riêng của họ, gồm cả việc lưu trữ các chủng master. Việc dự trữ các môi trường nấm men này được thực hiện bởi các bên thứ ba. Việc lưu trữ các môi trường nấm men trong nito lỏng có vẻ như được quan tâm sử dụng hơn khi tính đến khả năng tồn tại, thời gian lưu trữ mà sau đó men vẫn có thể sử dụng được, và tính bền di truyền so với phương pháp lưu trữ trên thạch, trong dịch dinh dưỡng, hoặc bảo quản đông khô.
Trong khi có những người lên men bia đơn giản chuyển nấm men từ nồi lên men này tới các nồi lên men kế tiếp mãi mãi, liên quan đến việc trôi dạt gen và chọn lọc các biến thể có nghĩa thì đa số những người làm bia dùng các men mới từ các chủng master trong khoảng thời gian nhất định. Tần suất thường từ 10 đến 15 “ thế hệ” (từ ngữ này được dùng trong lĩnh vực lên men bia có nghĩa là các mẻ lên men liên tục). Các sự kiện theo thứ tự thời gian diễn ra trong chu kỳ sống của nấm men trong các nồi lên men bia và ảnh hưởng của già hóa trong quần thể đã được nghiên cứu.
Sự phân tán nấm men, liên quan đến việc tăng thể tích của các mẻ lên men, đã được nghiên cứu bởi Maule và Quain. Sự tạo sinh khối có thể bị giới hạn bởi việc dùng nồng độ đường cao (hiệu ứng Crabtree), và một số hệ thống tương tự với các hệ thống đã được sử dụng trong sản xuất nấm men bánh. Quá trình phiên mã gen trải qua quá trình phát tán và lên men đã được nghiên cứu. Nấm men được sản sinh mới đôi khi không “ hoạt động” như mong đợi trong lên men thương mại, bởi vì thiếu tính đồng bộ trong quần thể tế bào.
Một xu hướng khác liên quan đến sử dụng nấm men đang thu hút sự quan tâm trong lên men bia đó là phương pháp sử dụng nấm men đã được làm khô, phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong lên men rượu. Mối quan tâm bao gồm khả năng kém trong thao tác các dixeton lân cận (VDK), giảm khả năng kết bong của nấm men, phá hủy sự tạo bọt và độ trong của bia.
Điều quan trọng để lưu trữ và thao tác thành công nấm men bia, kể cả được xử lý ở sản phẩm khô hay sệt, chính là lưu trữ cacbohydrat. Glycogen đã thu hút nhiều nghiên cứu bởi vì nó là một nguồn cung cấp cacbon và năng lượng quan trọng trong các nấm men bia, trong khi tầm quan trọng của trehalose đóng vai trò là một chất chống ức chế đã được nghiên cứu đầy đủ.
5. Kiểm soát quá trình lên men
Để có được kết quả lên men ổn định, yêu cầu cần kiểm soát các yếu tố chính về số lượng và sức khỏe nấm men, oxy cung cấp, tình trạng dinh dưỡng trong nồi lên men, nhiệt độ và sự tiếp xúc giữa dịch mạch nha- nấm men.
Trong khi các kỹ thuật đếm số lượng nấm men truyền thống vẫn được sử dụng rộng rãi như dùng huyết tốc kế thì các kỹ thuật sử dụng công cụ đang được quan tâm.
Để quan sát nấm men, kỹ thuật nhuộm xanh methylen đã được sử dụng từ lâu, tuy nhiên các phương pháp nhuộm khác cũng được đề xuất. Trong khi những kỹ thuật này chỉ cho thấy tình trạng sống hay chết, mà không cho thấy tình trạng sức khỏe của tế bào. Có rất nhiều các quy trình đã được dùng để đo chỉ số này, nhưng không có quy trình nào được áp dụng rộng rãi. Những kỹ thuật này bao gồm đánh giá glycogen, sterols, ATP, tốc độ lấy oxy và bột axit hóa, cũng như các biến đổi của các kiểm tra bằng xanh methylen. Một nghiên cứu tổng thể về tất cả các ức chế bởi nấm men bia đã được thực hiện bởi Gibson.
Từ lâu người ta đã biết phần oxy cần cho tất cả các tế bào nấm men để hỗ trợ cho quá trình sản xuất các sterol và các hợp chất axit béo không no của màng tế bào, nhưng việc tại sao các chủng khác nhau lại khác nhau về nhu cầu sử dụng thì chưa được hiểu rõ ràng. Thông thường, oxy được đưa vào dịch mạch nha. Việc đảm bảo tất cả các tế bào nấm men có mật độ cao tiếp xúc với oxy là rất quan trọng. Mặt khác, oxy là một trong các nhân tố kìm hãm nấm men, trong khi đó các nhân tố khác bao gồm etanol, chất này hạn chế nồng đồ alcohol thực tế có thể đạt được trong quá trình lên men bia. Việc phát triển các chủng nấm men có tính chịu đựng cao hơn trong các điều kiện trọng lực cao đang được quan tâm.
Một yếu tố chính nhận được ít các phân tích và kiểm soát hơn các yếu tố khác trong việc kiểm soát các dịch mạch nha là thành phần trong đó. Đa số các nhà làm bia chỉ đơn giản kiểm soát độ đậm của dịch mạch nha. Đó gần như là một điều hợp lý dựa trên các cơ sở thực nghiệm. Sự xuất hiện các hạt không tan trong dịch mạch nha (do môi trường nhà xưởng và trong các giai đoạn làm sạch trước khi lên men) đã thúc đẩy hoạt động của nấm men bởi khả năng tạo nhân CO2, do đó giải phóng các bọt khí.
Quá trình lên men có thể được kiểm soát bằng nhiều cách khác nhau, bao gồm việc xác định độ giảm trong trọng lực đặc trưng của nồi ủ (bao gồm xác định trong quá trình), tăng CO2, giảm pH, và sự hình thành ethanol, cũng như các quan sát dựa trên máy ghi hình các sự kiện trong nồi lên men.
Khi ở giai đoạn kết thúc quá trình lên men, nấm men được khôi phục để thu thập lại (thường làm thức ăn cho động vật hoặc sản xuất cao nấm men) hoặc cho mẻ lên men tiếp theo. Đối với những nồi lên men mở, nấm men ale được thu từ bề mặt của ống, nhưng đối với các ống trụ nón kín, nấm men được thu từ bình chứa hình nón. Quần thể các tế bào nấm men tạo thành hình nón, các tế bào già ở vị trí bên dưới các tế bào nấm men trẻ hơn.
Nấm men được thu hoạch có thể được bơm tới các nồi men tiếp theo chứa dịch mạch nha mới hoặc được lưu trữ ở dạng nén hoặc dạng sệt. Cần phải rửa bằng axit để giết vi khuẩn có khả năng phát triển trong dạng sệt. Việc thu thập từ các nồi men thường sử dụng máy ly tâm. Ảnh hưởng của việc lên men liên tục được nghiên cứu bởi Jenkins, ông đã chỉ ra mức độ tự phá hủy giữa các tế bào nấm men.
QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIA
I.Thành phần
1. Nước
Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có ảnh hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí được xác định theo đặc trưng của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh hưởng của nó cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước mềm là phù hợp cho sản xuất các loại bia sáng màu. Do đó, để đảm bảo sự ổn định về chất lượng và mùi vi của sản phẩm, nước cần được xử lý trước khi tham gia vào quá trình sản xuất bia nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng nhất định.
KOCH Membrane Systems cung cấp giải pháp xử lý nước hiệu quả đạt chất lượng cao như sử dụng: Màng UF Puron MP, Màng UF Targa II, Màng RO FLUID SYSTEMS® Elements…
2. Malt
Bên trong hạt lúa mạch có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng.Người ta sàng phân loại hạt theo một kích cỡ nhất định để đảm bảo các hạt sử dụng có kích thước đều nhau. Thông thường loại hạt có bề ngang từ 2.5mm trở lên sẽ được chọn sử dụng. Các hạt được chọn đồng đều thì giai đoạn nảy mầm sẽ diễn ra đồng đều hơn.
Trong giai đoạn nảy mầm, bên trong hạt lúa mạch diễn ra rất nhiều sự biến đổi. Đầu tiên, các thành phần dinh dưỡng như tinh bột và protein bên trong sẽ được phân giải. Lúa mạch đang trong quá trình nảy mầm còn được gọi là “Malt xanh – Green Malt”. Bằng cách tác động theo hướng thúc đẩy hoặc hạn chế quá trình biến đổi này mà người ta tạo ra loại malt có chất lượng phù hợp với loại bia mình mong muốn.
Bên trong Green Malt có chứa rất nhiều enzym – vốn là yếu tố cực kỳ quan trọng trong giai đoạn nấu tiếp theo. Ở gian đoạn sấy khô, người ta sẽ tác động làm dừng quá trình nảy mầm, và nhằm mục đích không làm ảnh hưởng đến các hoạt động của enxym này, người ta dùng luồng gió nhiệt độ thấp để sấy khô Green Malt. Sau đó, người ta sẽ sử dụng dùng luồng gió nóng khoảng 80 độ C để sấy khô Malt, việc này giúp khống chế sự sinh sôi của các vi khuẩn và giúp Malt có thể được bảo quản trong thời gian dài.
Phần rễ của Malt là nguyên nhân tạo ra những mùi vị hỗn tạp. Do đó, sau khi làm khô, người ta nhanh chóng loại bỏ phần rễ này bằng một thiết bị chuyên dụng. Sau đó, người ta cho Malt thành phẩm vào xilô để ủ trong khoảng 1 tháng.
Trước khi cho vào lò nấu, Malt sẽ được xay nhỏ, việc này giúp nâng cao hiệu quả chuyển hóa tinh bột thành đường (đường hóa). Tuy nhiên, nếu xay quá nhỏ thì công đoạn lọc sau đó sẽ diễn ra rất chậm.
Bằng cách ngâm hạt lúa mạch vào trong nước, cho phép chúng nảy mầm đến một giai đoạn nhất định và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy để thu được hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa (malt). Mục tiêu chủ yếu của quy trình này giúp hoạt hoá, tích luỹ về khối lượng và hoạt lực của hệ enzin trong đại mạch. Hệ enzym này giúp chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường hoà tan bền vững vào nước tham gia vào quá trình lên men. Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu malt khác nhau từ cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn.
3. Hoa houblon
Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN. Đây là thành phần rất quan trọng và không thể thay thế được trong quy trình sản xuất bia, giúp mang lại hương thơm rất đặc trưng, làm tăng khả năng tạo và giữ bọt, làm tăng độ bền keo và ổn định thành phần sinh học của sản phẩm.
Cây hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắp thế giới với nhiều giống khác nhau, nhưng nó chỉ được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu. Hoa houblon có thể được đem dùng ở dạng tươi, nhưng để bảo quản được lâu và dễ vận chuyển, houblon phải sấy khô và chế biến để gia tăng thời gian bảo quản và sử dụng.
4. Gạo
Đây là loại hạt có hàm lượng tinh bột khá cao có thể được sử dụng xản xuất được các loại bia có chất lượng hảo hạng. Gạo được đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn để dễ tan trong quá trình hồ hoá, sau đó được phối trộn cùng với bột malt sau khi đã đường hoá. Cần chú ý, hạt trắng trong khác hạt trắng đục bởi hàm lượng protein. Do đó, trong sản xuất bia, các nhà sản xuất thường chọn loại hạt gạo có độ trắng đục cao hơn
5. Men:
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, Men bia sẽ chuyển hoá đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và carbon đioxit (CO2). Với công nghệ sản xuất hiện đại hiện sử dụng loại men được nuôi cấy có độ tinh khiết cao, đảm bảo sự ổn định và đồng bộ trong sản phẩm của mình.
II. Quy trình sản xuất Bia
1. CÔNG ĐOẠN NẤU – LỌC BÃ
Tinh bột của malt có dạng nhiều phân tử đường glucô kết nối với nhau với kích thước lớn, điều này làm cho men bia sẽ khó thâm nhập vào trong tế bào, các enzym đường hóa cũng không hoạt động được. Do đó cần phải làm cho kích thước phân tử tinh bột nhỏ hơn.
Để giúp phân giải và chia nhỏ kết cấu kết tinh của tinh bột, người ta cho malt vào lò nấu và dùng nước sôi để xử lý thành một dạng hồ nhão. Đây gọi là công đoạn “hồ hóa”. Tại đây, Enzyem sẽ làm biến đổi tinh bột đã được hồ hóa của malt thành chất đường. Protein sẽ được phân giải thành Peptide (chuỗi axit amino) – vốn đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tạo ra bọt bia – và axít amino vốn là nguồn dinh dưỡng của men bia, đóng góp trong việc sinh sôi men bia và tạo ra thành phần mùi hương cho bia. Mục đích chính của giai đoạn này là hoà tan hết chất đường, minerals, cũng như một số protein quan trọng phục vụ quá trình lên men ra khỏi những thành phần không hoà tan như vỏ trấu, chất sơ.
 |
 |
Sau khi kết thúc quá trình đường hóa, người ta sẽ thực hiện lọc để loại bỏ các chất rắn. Lọc là công đoạn tốn nhiều thời gian nhất trong giai đoạn nấu. Tốn nhiều thời gian bởi cần xay đến kích thước vừa phải, đồng thời cũng không được khuấy trộn quá mức trong giai đoạn đường hóa, điều này nhằm giúp các loại đường đa chứa bên trong không bị phân giải. Ngoài ra, trong giai đoạn phân loại các hạt malt, cũng cần đảm bảo tính đồng nhất về kích thước của chúng.
Sau đó, tại nồi lọc, người ta lọc hết chất lỏng ra khỏi trấu cũng như các chất sơ và mầm để lấy hết lượng đường còn bám vào trong trấu. dịch đường này sẽ được đun sôi và houblon hoá nhằm trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houblon vào dịch đường để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa. Đồng thời quá trình này cũng giúp tăng độ bền keo của dịch đường, thành phần sinh học của nó được ổn định và tăng hoạt tính sức căng bề mặt tham gia vào quá trình tạo và giữ bọt. Sau khi quá trình đun sôi và houblon hoá kết thúc thì toàn bộ lượng oxy đã bay ra ngoài theo hơi nước và trong dịch đường có rất nhiều cặn. Do đó dịch đường cần được bơm qua bồn lắng cặn theo phương pháp lắng xoáy để tách cặn trước khi đưa qua bộ phận làm lạnh nhanh, đưa nhiệt độ xuống đến mức cần thiết phù hợp với nhiệt độ lên men
2. CÔNG ĐOẠN ĐUN SÔI & BỔ SUNG HOA BIA
Dịch malt sau khi lọc sẽ được chuyển sang lò đun sôi và cho thêm hoa bia vào. Việc này giúp thu được 04 kết quả dưới đây:
- Khi đun sôi dịch malt với hoa bia sẽ giúp chiết xuất các thành phần của hoa bia mà chúng giúp tạo ra mùi hương và vị đắng cho bia, đồng thời ngăn chặn các vi sinh vật, tăng cường khả năng duy trì bọt bia.
- Cô đặc dịch malt để đạt đến nồng độ quy định.
- Làm kết tủa các chất protein có tính kết tủa bên trong dịch bia.
- Làm mất khả năng hoạt động của các enzym còn sót lại trong dịch malt, đồng thời giúp diệt khuẩn triệt để dịch malt.
Vị đắng sẽ được sinh ra nhờ công đoạn nấu sôi. Hoa bia được cho là thành phần tạo ra vị đắng, tuy nhiên chỉ bỏ hoa bia vào thôi thì chưa thể tạo ra vị đắng này. Chỉ khi nấu sôi lên, một loại axít có trong hoa bia bị biến đổi và tạo ra vị đắng. Phương pháp đo vị đắng của bia được tính toán thông qua việc đo lường chất Isohumulone vốn được hình thành qua công đoạn nấu sôi. Tuy nhiên, cho dù cùng một đơn vị vị đắng nhưng nếu chủng loại hoa bia, cách sử dụng hoa bia, dịch malt… khác nhau thì sẽ cho ra vị đắng khác nhau về tính chất cũng như cường độ.
Cách đưa hoa bia vào nấu sôi cũng làm thay đổi mùi hương của bia. Có thể cho toàn bộ hoa bia vào ngay từ đầu khi mới đun sôi, hoặc có thể chia làm nhiều phần để đưa vào từ từ. Để tạo ra mùi hương mạnh của hoa bia, người ta có thể thêm vào một phần hoa bia tại thời điểm ngay trước khi kết thúc công đoạn đun sôi.
3. CÔNG ĐOẠN KẾT LẮNG
Sau khi nấu sôi, sẽ đến công đoạn lọc bỏ các chất rắn chứa trong dịch malt. Công việc này được thực hiện bằng một thiết bị hình trụ có tên gọi là whirlpool. Người ta đổ dịch malt vào trong thiết bị này và cho quay tròn, lực ly tâm sinh ra sẽ gom các chất rắn lại chính giữa. Trước đây, khi người ta còn sử dụng hoa bia nguyên dạng để cho vào nấu thì ở công đoạn này sẽ sử dụng lưới lọc, tuy nhiên hiện nay, khi hoa bia đã được gia công thành dạng viên thì chỉ cần sử dụng bồn whirlpool mà thôi.
4. CÔNG ĐOẠN LÀM LẠNH & LÊN MEN
Dịch malt sau khi trải qua công đoạn nấu sôi sẽ được làm lạnh. Tại công đoạn này, dịch malt sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ bắt đầu lên men, rồi được cung cấp các enzym cần thiết cho sự sinh trưởng của men bia.
Sau khi làm lạnh dịch malt đến nhiệt độ cần thiết cho quá trình lên men (trường hợp lên men chìm là 8-100C, trường hợp lên men nổi là 15-200C) và cho enzym vào thì người ta sẽ cho men bia vào dung dịch này.
Men bia được cho vào sẽ hấp thụ đường và làm lên men đường. Dưới tác động lên men của enzym có trong men bia, đường sẽ chuyển hóa thành cồn (ethanol) và khí CO2. Ngoài ra, nhà sản xuất còn thu được một dịch lên men có nhiều cấu tử với tỉ lệ về khối lượng của chúng hài hoà và cân đối. Có thể chia quá trình lên men thành hai giai đoạn: quá trình lên men chính nhằm thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường; quá trình lên men phụ nhằm chuyển hoá hết phần đường có khả năng lên men còn tồn tại trong bia non, đồng thời làm ổn định thành phần và tính chất cảm quan của sản phẩm. Khoảng 1 tuần sau đó, bia non được hình thành.
Lượng men bia cho vào nếu ít quá thì quá trình lên men sẽ diễn ra chậm, làm mất cân bằng hương vị, ngược lại nếu nhiều quá cũng sẽ làm mất mùi vị của bia.
5. CÔNG ĐOẠN Ủ
Bia non sau khi hình thành sẽ được chuyển sang bồn ủ. Trong giai đoạn lên men trước đó, tại thời điểm khi có khoảng 85% hàm lượng đường có tính lên men được lên men thì công đoạn này kết thúc. Bia được chuyển sang bồn trữ (lên men sau). Lúc này lượng men nổi trên mặt và men chìm xuống dưới có tỷ lệ khoảng 1:2 là tốt nhất. Nếu men nổi trên mặt ít thì gây ảnh hưởng đến giai đoạn lên men sau, ngược lại nếu men trên mặt nhiều quá thì việc lọc bia bị nghẽn, làm ảnh hưởng đến hương vị của bia. Bia non khi được chuyển sang bồn trữ sẽ được cho lên men lại. Khi đó, các men bia chìm bên dưới sẽ lại sinh sôi bên trong bia non.
Sau đó, bia được làm lạnh đến dưới 0 độ C rồi tiếp tục ủ trong nhiều chục ngày tiếp theo. Để công đoạn lên men sau được diễn ra một cách có hiệu quả, trong bia non nhất thiết phải có phần chiết xuất có tính lên men và phải còn một lượng men bia thích hợp. Trong giai đoạn ủ, khí CO2 sinh ra sẽ được phân giải, tuy nhiên do hàm lượng CO2 chứa trong bia cần một độ chính xác khá cao nên người ta gắn thêm 1 thiết bị điều chỉnh áp suất khí gas để đẩy phần gas dư thừa ra khỏi bồn ủ, giữ cho áp suất này ở mức nhất định. Do đặc tính của khí CO2, nhiệt độ càng thấp thì hàm lượng khí CO2 càng gia tăng. Thời gian ủ bia sẽ khác nhau tùy vào từng loại bia, từng chủng loại men… tuy nhiên tiêu chuẩn cơ bản trong trường hợp lên men chìm là khoảng 1 tháng.
CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BIA:
01 Xay nghiền
02 Nồi nấu malt
03 Nồi lọc dịch hèm
04 Nồi đun sôi
05 Nồi tách cặn
06 Giải nhiệt nhanh
07 Tank lên men
08 Tank ủ bia
09 Làm lạnh lâu
10 Lọc trong bia
11 Tank bia trong
12 Chiết bia
