Đối với người tiêu dùng, hình ảnh và cấu trúc bề mặt của bọt bia là hai trong số các yếu tố quan trọng nhất để đánh giá chất lượng bia tốt hay không. Bọt bia được tạo thành từ hoạt động hấp phụ các chất có hoạt tính bề mặt trên bề mặt của CO2. Ở đây protein đóng vai trò quan trọng nhất trong việc tạo bọt, nhờ sự có mặt các acid của hoa houblon (humilone, isohumulone và các chất chiết từ hai loại này).
Việc xác định các protein tham gia vào quá trình tạo bọt chính là thông tin mang tính chiến lược, vì nhờ đó, người ta có thể xem xét việc lựa chọn loại lúa mạch tốt, phù hợp để sản xuất malt.
Nhờ sự phối hợp giữa Viện Nghiên cứu và Hiệp hội Malt và Bia của Pháp, trong một vài năm qua đã có những tiến bộ vượt bậc về tính năng của các protein trong lúa mạch dùng để tạo bọt cũng như sự tăng trưởng về mặt cấu trúc của chúng trong quá trình sản xuất malt và bia. Những nghiên cứu này đem lại nhiều triển vọng mới trong việc nắm vững quy trình và lựa chọn loại malt đại mạch phù hợp nhất. Ban đầu, người ta cho rằng, chỉ có các protein hòa tan được trong nước, những loại có khả năng chịu được nhiệt trong quá trình sản xuất malt và bia mới còn tồn tại trong bia. Các protein này được xác định bằng phương pháp điện digel kết hợp với phép đo khối phổ. Do đó, hầu hết được tìm thấy trong bia đều là những loại protein từ lúa mạch tham gia vào quá trình thực vật kháng lại các nhân tố gây hại như vi khuẩn và phát sinh từ các nhân tố sốc nhiệt, phân hủy… Hầu hết, các loại protein này đều có rất nhiều cầu nối cystein, liên kết cộng hóa trị giúp “ngăn ngừa sự gãy gập”, làm cho chúng không những có thể kháng lại tình trạng sốc nhiệt mà còn kháng được các phản ứng kích thích phân giải protein. Hai loại protein chiếm hơn 80% lượng protein trong bia gồm chất ức chế protease còn được gọi là protein Z và protein vận chuyển lipide (LTP).
Loại protein vận chuyển lipide được chiết tách từ đại mạch hầu như không không có khả năng tạo bọt, trái ngược với loại protein tương ứng tách ra từ bia. Do đó, chúng cho phép có thể thực hiện từng bước của quy trình, trong đó các hoạt động phân tử gây ra sự chuyển hóa protein thành các thành phần tạo bọt hoạt tính. Hơn nữa, loại protein thường thấy rất nhiều ở thực vật này đã được nghiên cứu rất kỹ và có rất nhiều dữ liệu sinh học, hóa – lý và cấu trúc của chúng.
Qua nghiên cứu cấu trúc các protein vận chuyển lipide (LTP) của bia thấy rằng, những protein này đã bị glycosyl hóa và biến tính. Glycosyl hóa xảy ra là do các phản ứng Mailard giữa cặn lắng amin của protein LTP (lysine, N-terminal) và glucoza. Phản ứng này diễn ra trong suốt quá trình nẩy mầm, khi nhiệt độ trên 70°C và hạt malt có hàm ẩm dưới 50%. Trong quá trình xử lý nhiệt này, người ta không thấy sự biến tính nào của protein. Biến tính chỉ diễn ra trong các giai đoạn đầu của quá trình đường hóa. Kết quả biến tính của LTP được glycosyl hóa này là một bất ngờ vì trong điều kiện thí nghiệm, chúng ta không thể quan sát được biến tính của loại protein từ malt sau khi lọc này sau một thời gian đun nóng rất lâu. Điều đó có nghĩa tồn tại một nhân tố khác tác động đến sự biến tính của các protein loại này. Một nghiên cứu khác đã cho thấy, chỉ các môi trường khử mới có thể gây ra biến tính nhiệt cho protein. Quan sát cấu trúc LTP trong suốt quá trình nấu bia cho thấy, khả năng khử có được là nhờ malt. Mặc dù vẫn chưa được xác định cụ thể, nhưng có thể nó chính là một loại chất khử sinh học như glutathione hay enzyme kết hợp Thioredoxine – là loại enzyme khử Thioredoxine mà hợp chất được hình thành trong quá trình nảy mầm.
Từ đó, một sự biến đổi hóa học khác cũng được phát hiện. Trong suốt quá trình chiết protein từ lúa mạch và malt, có sự liên kết cộng hóa trị của các phân tử lipide với protein LTP. Bằng cách sử dụng các chất ức chế nhất định, thấy rằng các hợp chất lipide này là sản phẩm trung gian được tạo ra trong phản ứng của một enzyme thuộc hệ Cytochrome P450 đối với Hydroperoxides sản sinh ra từ trong phản ứng enzyme lipoxydase của lúa mạch. Những enzyme loại này có trong lớp phôi, trong khi các protein LTP lại trong lớp hạt alơron. Do đó, cấu trúc nguyên hạt của đại mạch là yếu tố quyết định để phản ứng tổ hợp này xảy ra. Sự liên kết các hợp chất làm cho các protein LTP thậm chí có khả năng đề kháng cao hơn đối với phản ứng biến tính bởi nhiệt độ trong môi trường khử. Tuy nhiên, trong điều kiện xử lý nhiệt của quy trình nấu, khả năng đề kháng này vẫn chưa đủ để ngăn chặn phản ứng biến tính nhiệt của protein LTP. Liên kết các hợp chất lipide làm tăng hoạt động bề mặt của protein LTP, do các protein có quá trình tiếp xúc với khí và nước. Nói chung, các phản ứng Glycosyl hóa, phản ứng tổ hợp và sự biến tính là các nhân tố hỗ trợ chặt chẽ, nhằm chuyển hóa các LTP thành các protein có khả năng tạo bọt cho bia. Các biến đổi hóa học đa dạng này cho thấy rõ vai trò quyết định của quy trình sản xuất malt và dịch đường để cho ra được loại bia có khả năng tạo bọt lý tưởng.
Việc phát hiện ra hợp chất lipide bao gồm lipoxydase, cytochrome P450 có ảnh hưởng đến hương vị bia. Theo các dữ liệu trước đây, hệ cytochrom P450 trong lúa mạch có thể bao gồm 2 loại enzyme oxide synthase (OAS) và hydroperoxydelyase có chức năng tạo ra những hương vị không mong muốn cho bia như axit béo, aldehydes và ketones… Vì vậy, protein LTP có thể góp phần giảm bớt những hương vị khó chịu của bia thành phẩm. Việc điều khiển phản ứng của protein LTP có thể đạt được hai mục đích là kiểm soát hương vị và tạo bọt bia. Ngoài ra, việc phân tích kỹ các hiện tượng hóa lý, hóa học gây ra biến đổi protein LTP trong quá trình sản xuất malt và dịch đường được đưa ra cùng với các giải pháp kỹ thuật mới nhằm góp phần tạo ra các sản phẩm bia có chất lượng cao.
FOODNK
Hay và bổ ích cho tôi