Quy trình, công nghệ sản xuất Bia

Qua thời gian, quy trình công nghệ sản xuất bia vẫn luôn giữ được các nét đặc trưng riêng của mình, bao gồm các công đoạn và nguyên vật liệu cơ bản không thể thiếu, có thể được đơn giản hóa dưới đây:

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.

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.

 

Hoa bia (Houblon flower)

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 và 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 và 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.

6. Lọc cặn

Sau quá trình lên men là đến quá trình lọc bỏ bã men bia bằng hình thức sử dụng màng lọc để loại toàn bộ chủng vi sinh gây hư hỏng có trong bia. Lọc bia là quá trình loại bỏ nấm men, cặn, giúp ổn định hương, vị bia và mang đến cho bia sự trong sáng. Tuy nhiên không phải tất cả bia đều được lọc. Có 2 công nghệ lọc cặn là thanh trùng nhanh bằng nhiệt và công nghệ màng lọc

7. Đóng gói

Từ thời điểm này, bia chứa cồn, nhưng chưa có nhiều cacbon điôxít. Các nhà sản xuất bia có một số cách thức để tăng lượng cacbon điôxít. Cách phổ biến nhất được các nhà sản xuất lớn áp dụng là cacbonat hóa cưỡng bức, thông qua việc bổ sung trực tiếp khí CO2 vào trong thùng bia hay chai bia. Các nhà sản xuất nhỏ hoặc các nhà sản xuất có khuynh hướng cổ điển sẽ bổ sung “đường mồi” hoặc một lượng nhỏ hèm bia vừa mới lên men (“kräusen”) vào đường ống dẫn cuối cùng, tạo ra sự lên men ngắn gọi là “bình ổn thùng” hay “bình ổn chai”. Sau khi brewing, bia thông thường đã là sản phẩm hoàn thiện. Từ thời điểm này thì bia được đóng thành thùng, can hay chai, lon.

Tham khảo thông tin chi tiết về các sản phẩm bia nhập khẩu do Đồ uống Plaza cung cấp tại đây

Chuyên mục: Kiến thức về Bia

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *