Giá trị pH dịch nấu bia là yếu tố ảnh hưởng rất rõ đến quá trình sản xuất dịch nha, pH cần được kiểm soát chặt chẽ để bia đạt chất lượng ngay từ những khâu đầu tiên. Trong thực tế rất nhiều nhà máy sản xuất bia, axit hữu cơ được sử dụng để điều chỉnh giá trị pH sử dụng điển hình là axit lactic, đây cũng là chất an toàn đối với sản xuất thực phẩm.
MỤC LỤC
1. Tại sao cần điều chỉnh pH dịch nấu bia?
Quá trình nấu bia chủ yếu diễn ra phản ứng của enzyme. Mỗi enzyme yêu cầu pH môi trường phải nằm trong một khoảng chấp nhận nào đó, nói cách khác, pH quyết định hoạt độ phản ứng của enzyme.
Vì vậy, trong quá trình sản xuất dịch nấu người làm bia cần đưa ra giá trị pH được sử dụng phù hợp với mỗi loại enzyme để hiệu suất nấu bia đạt tối ưu. Điều này vô cùng quan trọng đối với các nhà làm bia.
Vậy giá trị pH dịch nấu bia bao nhiêu là thích hợp?
Qua kinh nghiệm nấu bia thực tế tại nhà máy bia, kết hợp cùng những nghiên cứu khoa học, tôi nhận thấy rằng những thông số pH được trình bày sau đây khá sát với thực tế sản xuất tại nhà máy.
Kết quả đặc trưng | pH đo khi nấu | pH sau khi làm lạnh |
Thời gian đường hóa ngắn nhất Shortest saccharification time | 5,3 | 5,7 |
Hiệu quả trích ly cao nhất Greatest extract obtained | 5,2 – 5,4 | 5,55 – 5,75 |
Hiệu quả trích ly cao nhất giai đoạn nấu 2 vọng sôi Greatest extract from a decoction mash | 5,3-5,6 | 5,65 – 5,95 |
Khả năng lên men tốt nhất Highest fermentability | 5,1 – 5,3 | 5,4 – 5,6 |
Hoạt độ enzyme α-amylase cao nhất Maximum α-amylase activity | 5,3 | 5,7 |
Hoạt độ enzyme β-amylase cao nhất Maximum β-amylase activity | 5,1 – 5,3 | 5,4 – 5,6 |
Hoạt độ enzyme phytase cao nhất Maximun phytase activty | 5,2 | 5,5 |
2. Phương pháp được sử dụng để điều chỉnh pH
Trong dịch nấu bia, enzyme phosphatase có khả năng chuyển hóa thành phần chất hữu cơ chứa gốc phosphate không tan được thành những hợp chất hòa tan. Những hợp chất này rất có ích trong quá trình lên men.
Một phần các sản phẩm chứa gốc phosphate có khả năng tác dụng với các ion Ca(2+) và Mg(2+) (có sẵn trong nước nấu bia với độ cứng nhất định hoặc ion Ca(2+) được bổ sung vào dịch nấu trong quá trình pha bột) tạo ra những hợp chất tan làm giảm giá trị pH và làm gia tăng tính đệm cho dịch nấu.
Dịch nấu sau đó có giá trị pH tự nhiên trong khoảng 5,6-5,8. Đây là môi trường tốt cho các enzyme amylase hoạt động phục vụ cho các yêu cầu chính của công đoạn nấu là đường hóa. Tuy nhiên, đối với công nghệ sản xuất bia chất lượng cao hơn thì đây chưa phải là điều kiện tối ưu cho các quá trình chuyển đổi khác trong dịch nấu.
Nếu nhà làm bia không tác động gì đến pH của dịch nấu thì dịch nấu sẽ có giá trị cao hơn so với pH nhà làm bia mong muốn đối với dịch nấu để đạt đến hiệu suất cao.
Để điều chỉnh pH người làm bia sử dụng phương pháp nào?
Để có được pH dịch nấu bia thấp hơn, cần bổ sung vào dịch nấu một lượng nhất định axit vô cơ (axit phosphoric H3PO4) hoặc axit hữu cơ (axit lactic). Trong sản xuất bia thực tế, người làm bia ưu tiên sử dụng axit lactic. Bằng cách này, giá trị của pH trong dịch nấu có thể điều chỉnh giảm xuống đến 5,2-5,3 như mong đợi.
3. Lợi ích của việc điều chỉnh pH thích hợp
Khi pH dịch nấu bia được điều chỉnh xuống mức giá trị 5,2 ngay từ khi pha bột người làm bia có thể trông đợi nhận được những lợi ích lớn trong nhiều yếu tố chất lượng.
- Giá trị pH này nằm trong vùng hoạt động của hàng loạt enzyme, ngoại trừ alpha-amylase;
- Ở pH thấp, thành phần hòa tan thu được nồng độ cao hơn, chẳng hạn như hàm lượng kẽm sẽ được tăng lên;
- Hiệu suất thu hồi tăng lên;
- Các axit amin cũng được phân cắt, giải phóng nhiều hơn (nhờ hoạt động của carboxypeptidase).
- Khả năng phản ứng khử oxy được cải thiện;
- Hoạt động của enzyme phosphatase tăng lên và được tăng cường môi trường đệm thông qua việc giải phóng các gốc photphate;
- Quá trình lên men nhanh hơn do việc thải cặn tốt hơn, pH hạ xuống nhanh hơn và lên men triệt để hơn;
- Quá trình lọc được cải thiện do độ nhớt thấp hơn;
- Cảm quan bia được cải thiện nhiều mặt:
Vị bia êm dịu, tròn trịa và nhẹ nhàng hơn; vị đắng của hoa houblon dễ chịu hơn và không đắng lâu;
Bia mang lại cảm giác tươi hơn, mạnh hơn và đặc trưng;
Bọt bia mịn và bền hơn;
Màu của bia sáng hơn;
Mùi vị của bia ổn định hơn do enzym lipoxygenase nhạy cảm với pH thấp dưới 5,2 nên không còn ảnh hưởng ở dịch nấu. - Ổn định hóa lý tốt hơn do xu hướng tạo cặn đục do protein thấp hơn;
- Hệ thống tiêu hóa của người uống được hỗ trợ bởi tác động tích cực của axit lactic;
- Độ nhạy cảm vi sinh giảm do:
- pH thấp, vi khuẩn gây hại không phát triển được ở pH dưới 4,4;
- Lên men triệt để dẫn đến không còn nhiều thức ăn cho vi sinh;
- Áp lực sinh tồn của nấm men tác động ngược lại lên đối tượng cạnh tranh là vi khuẩn gây hại.
4. Lưu ý khi điều chỉnh pH dịch nấu bia
- Không điều chỉnh pH xuống sâu vì tính axit của bia sẽ tăng lên tạo vị chua và cảm giác nhạt hơn cho người uống. Người sử dụng rất dễ phát hiện ra điều này. Hiện tượng này thường sẽ được khách hàng phản ánh với cụm từ “chua- nhạt”. Vì vậy nhà làm bia cần cẩn thận trong việc điều chỉnh pH bởi vấn đề quyết định vẫn là sự chấp nhận của người tiêu dùng.
- Giai đoạn nấu hai vọng sôi: giai đoạn đun sôi hoa 2 lần.
1. Deniss E. Briggs, Chris A. Boolton, Peter A. Brookes and Roger Stevens, “Brewing Science and Practice“, 2004.