Khoa học của bọt bia

Đặc tính bọt negative và positive

Mặc dù mỗi loại bia đều có độ bọt nhất định, nhưng hiển nhiên là một số loại có nhiều bọt hơn những loại khác. Độ bền bọt là khả năng bia duy trì bọt ở trên đầu bia sau khi bia được rót và ở trạng thái nghỉ.

Độ bền bọt là một hành động cân bằng: cuộc chiến giữa những phẩm chất thúc đẩy bọt (bọt positive) và những phẩm chất không khuyến khích nó (bọt negative). Các nhà sản xuất bia là những nhà giả kim thời hiện đại, đang cố gắng tìm ra công thức phù hợp để biến bia nhạt nhẽo thành một kỳ quan sủi bọt, bốc khói. Các thành phần mà chúng phải làm việc như sau:

Chất lượng bọt negative 

  1. Ethanol

Ethanol – bản thân là một loại rượu – là thành phần chính trong đồ uống có cồn. Nó chống lại mạnh mẽ với lớp bọt. Ethanol phá vỡ sức căng bề mặt của nước và làm suy yếu liên kết giữa các phân tử nước, do đó ức chế khả năng hình thành lớp dày của bia để giữ CO2 khi nó thoát ra ngoài. Thật không may, ethanol là một trong những biến số mà bia không thể thiếu, vì vậy để bù đắp, các nhà sản xuất bia phải cho thêm các thành phần bọt positive để có thể khắc phục ảnh hưởng bọt negative của ethanol.

  1. Lipid

Trong khi bia có nồng độ lipid hoặc chất béo tương đối thấp, chúng vẫn có thể tàn phá độ bền của bọt. Lipid phá vỡ tương tác ổn định bọt của các axit iso-alpha (hop bittering acids) và protein. Nếu không có sự tương tác này, các bong bóng CO2 hợp nhất và kết hợp lại, làm cho các hạt khí lớn hơn và mạnh hơn và do đó cho phép chúng đẩy qua bề mặt và thoát ra ngoài dễ dàng hơn.

Lipid chủ yếu đến từ loại đại mạch được sử dụng, với một số đóng góp đến từ hoa bia. Chính vì lý do này mà nhiều nhà sản xuất bia sẽ rất vất vả để tìm ra loại lúa mạch có hàm lượng lipid đặc biệt thấp. Những người sử dụng lúa mạch có hàm lượng lipid cao sẽ cố gắng bù đắp bằng các kỹ thuật sản xuất bia bằng bọt positive.

Chắc chắn có vô số biến số khác không được bao gồm ở đây, nhưng đủ để nói rằng hai yếu tố này là lý do chính khiến nhiều loại bia có độ bền bọt thấp.

Thành phần chính của bia

Chất lượng bọt positive

  1. Protein

Như đã đề cập ở trên, protein là thành phần chính góp phần tạo nên bọt và độ ổn định của bọt. Nếu không có chúng, các đặc tính positive về bọt vốn có trong bia chắc chắn sẽ bị loại bỏ.

Trong khi lúa mạch chứa hàng chục loại protein, chỉ một số ít được chọn tạo thành bia thành phẩm. Nhiều protein không hòa tan và được lọc ra trong quá trình sản xuất bia.

Để tránh biến tính quá mức, sau đây là những protein có tác động lớn nhất được biết đến đối với độ ổn định của bọt:

Protein chuyển lipid (LTP)

Các protein chuyển lipid thực hiện đúng như tên gọi của chúng: chúng chuyển lipid. Trong cơ thể, các protein chuyển lipid rất quan trọng trong việc vận chuyển lipid ở những nơi mà chúng không thể. Chúng là một thành phần cần thiết cho khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của chúng ta.

Được tìm thấy trong lúa mạch nguyên bản, một số protein này có thể tạo ra nó thông qua quy trình ngâm ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, LTP không có lợi cho độ bền bọt cho đến khi chúng bị biến tính không thể phục hồi hoặc mở ra trong ấm đun sôi. Để đổi lấy thành phần dinh dưỡng của nó, các nhà sản xuất bia có được lợi thế là gia tăng bọt ở trên đầu bia.

Hordeins

Hordeins là protein dự trữ chính được tìm thấy trong lúa mạch. Chúng thường không tan trong nước, và do đó, chúng được lọc ra trước khi thành phẩm. Tuy nhiên, một số bị phân hủy bởi các protease (enzym phân hủy protein) trên đường đi, làm cho chúng trở thành các protein thích hợp để hình thành và ổn định bọt.

Protein Z

Protein Z là một thành phần protein chính của đại mạch. Có rất ít bằng chứng cho thấy bản thân loại protein này có tác dụng đáng chú ý trong việc giữ bọt. Tuy nhiên, có rất nhiều bằng chứng ủng hộ quan điểm cho rằng các phân tử này hoạt động hiệp đồng với hordein và LTP để có tác dụng khuếch đại trong việc giữ bọt bia.  

  1. Hoa bia

Trong thế giới bia, vị đắng là một thành phần quan trọng. Các đặc tính đắng của hoa bia không chỉ có chức năng như một chất bảo quản mà còn là một chất cân bằng hương vị cần thiết. Quá nhiều vị ngọt trong bia sẽ gây độc và quá ít khiến bia thực tế không thể uống được. Hoa bia đắng là chất cân bằng cuối cùng của vị ngọt lúa mạch và đây là một cuộc chiến liên tục để có được lượng thích hợp cho vị giác. 

Khi được thêm vào để tạo vị đắng, hoa bia được đặt ở đâu đó sớm trong giai đoạn đun sôi của quá trình sản xuất bia. Axit (chủ yếu là axit alpha) được giải phóng từ nhựa hoa bia và được đồng phân hóa. Sự đồng phân hóa axit alpha là một bước nhỏ, nhưng có tác động, thay đổi định hướng của phân tử, biến nó thành một phiên bản có vị đắng và tan trong nước hơn của chính nó. Chúng tagọi đây là các axit alpha đồng phân hóa, gọi tắt là axit iso-alpha.

Các axit iso-alpha này được cho là thúc đẩy sự ổn định của bọt bằng cách liên kết chéo với các protein tích cực tạo bọt gần đó, củng cố ma trận hình thành xung quanh bong bóng CO2 . Liên kết này thậm chí có thể trở nên mạnh mẽ hơn khi bổ sung các cation (muối / kim loại tích điện dương) như magiê, kẽm và canxi.

  1. Polysaccharides không tinh bột (Chất xơ)

Tinh bột là những phân tử đường dài. Các giai đoạn ban đầu của quá trình sản xuất bia (ủ lúa mạch và nghiền) chịu trách nhiệm chính trong việc phá vỡ các loại đường chuỗi dài này thành những loại đường đơn giản hơn và nhỏ hơn. Các phân tử đường nhỏ, như glucose và maltose, có thể dễ dàng được chuyển hóa bởi nấm men và biến thành ethanol và CO2 để lên men thành công.

Mặt khác, polysaccharid không phải tinh bột (hoặc chất xơ) không có khả năng bị phá vỡ nếu không có các enzym thích hợp. Các enzyme chỉ hoạt động ở một khoảng nhiệt độ cụ thể mà hầu hết các nhà sản xuất bia không còn sử dụng trong quá trình sản xuất bia. Kết quả là, phần lớn polysaccharide không phải là tinh bột được lọc ra trong các bước lọc, nhưng một số lại tạo thành bia cuối cùng. Các phân tử chuỗi dài này có thể tạo phức với protein, tạo ra một ma trận bọt mạnh hơn.

Kết luận…

Lớp bọt bia độc đáo và đầy mê hoặc được chia thành các phần cấu thành của nó. Mặc dù tôi thừa nhận rằng chúng ta đã thảo luận về một số nguyên liệu phức tạp ở đây, nhưng bất kỳ nhà sản xuất bia có kinh nghiệm nào cũng sẽ đồng ý rằng tôi đã đơn giản hóa chủ đề một cách quá mức. Thách thức thực sự đi kèm với việc đưa kiến ​​thức này vào thực tế; tạo ra môi trường lý tưởng cho phần đầu bọt làm nổi bật phong cách bia trong tầm tay.

Vì vậy, lần tới khi bạn rót bia vào ly, hãy để lại một lớp bọt đầy ở trên cùng. Hãy xem kích thước của bong bóng, độ dày của lớp nhầy bóng xung quanh mỗi bong bóng và tốc độ biến mất của những bong bóng đó. Tôi chắc chắn bạn có thể đưa ra một số suy luận vững chắc về các thành phần có trong bia đó.

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Food CrumblesDr Tank N Stein.