Độ pH trong sản xuất bia quan trọng và cần theo dõi liên tục là vì sao

Quy trình sản xuất bia đạt chuẩn là kết quả của sự kiểm soát chất lượng tỉ mỉ, trong đó độ pH là một trong những yếu tố luôn được quan tâm sát sao. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc, độ đục, hương vị và khả năng lên men. Khi pH được duy trì ổn định, bia giữ được vị cân bằng và đặc trưng riêng của từng thương hiệu. Máy đo pH chính xác giúp người sản xuất nắm bắt những biến đổi nhỏ trong từng công đoạn, từ nấu, lên men đến chiết rót, đảm bảo chất lượng không sai lệch qua từng mẻ.

Bài viết này từ EMIN sẽ giải thích tại sao độ pH lại quan trọng đến quy trình sản xuất bia, hướng dẫn chọn thiết bị đo phù hợp và cách sử dụng hiệu quả để duy trì sự ổn định của quy trình.

Thành phần chính trong sản xuất bia

Bia được tạo nên từ quá trình lên men tinh bột hòa quyện cùng hoa bia, tạo nên hương vị đặc trưng của từng dòng bia khác nhau. Trong đó, bốn thành phần chính đóng vai trò cốt lõi trong việc hình thành hương vị, màu sắc và độ cồn của bia.

- Nước là yếu tố chiếm đến 90% thể tích và quyết định rất lớn đến đặc tính cảm quan của bia. Chất lượng nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến vị ngọt, độ mượt và độ đắng đặc trưng của mỗi loại.

- Ngũ cốc, thường là đại mạch, là nguồn cung cấp tinh bột chủ yếu. Qua quá trình ngâm, nghiền và nấu, tinh bột trong hạt được chuyển hóa thành đường, tạo nền cho quá trình lên men. Ngoài đại mạch, một số nhà sản xuất còn sử dụng lúa mì, ngô hoặc gạo để điều chỉnh hương vị và màu sắc bia.

- Hoa bia mang đến vị đắng dịu, mùi thơm đặc trưng và giúp cân bằng hương vị tổng thể. Đây cũng là thành phần tạo nên độ ổn định và khả năng bảo quản cho bia.

- Cuối cùng là nấm men, sinh vật nhỏ bé nhưng giữ vai trò quan trọng nhất trong quá trình lên men. Nấm men chuyển hóa đường thành rượu và khí CO₂, tạo nên nồng độ cồn và lớp bọt đặc trưng cho bia.

Tỷ lệ giữa các thành phần này sẽ được điều chỉnh tùy theo phong cách và loại bia mà nhà sản xuất muốn tạo ra.

Độ pH của bia

Bia thường có độ pH dao động trong khoảng từ 4 đến 4,6, thể hiện tính axit nhẹ đặc trưng. Độ axit này hình thành chủ yếu từ các axit hữu cơ như axit lactic và axit axetic. Giá trị pH phản ánh đặc tính hóa học của bia, còn chịu ảnh hưởng bởi chất lượng nguồn nước, loại malt được sử dụng cũng như quy trình sản xuất của từng nhà máy. Ngay cả khi công thức giống nhau, sự khác biệt nhỏ trong nguyên liệu cũng có thể khiến pH thay đổi khoảng 0,2 đơn vị.

Chính sự cân bằng tinh tế này giúp bia giữ được vị hài hòa, hương thơm dễ chịu và độ ổn định cao trong suốt thời gian bảo quản.

Dùng máy đo pH trong sản xuất bia?

Máy đo pH trong sản xuất bia được sử dụng với mục đích kiểm soát chính xác mức độ axit và kiềm ở từng công đoạn, từ nấu, lên men cho đến khi hoàn thiện. Thông số pH phản ánh nồng độ ion H⁺ trong dung dịch, tác động mạnh đến hoạt tính của enzyme, sự phát triển của nấm men và hương vị cuối cùng của bia.

Trong toàn bộ quy trình, pH đóng vai trò duy trì sự ổn định giữa kỹ thuật và cảm quan. Khi pH được giữ ở mức phù hợp, enzyme trong giai đoạn mash hoạt động hiệu quả, quá trình chiết xuất đường từ malt diễn ra trọn vẹn, và men bia phát triển ổn định, tạo nên màu sắc hấp dẫn cùng lớp bọt bền mịn. Nếu pH không được kiểm soát đúng, bia dễ bị đục, vị gắt hoặc mất đi hương thơm đặc trưng.

Do đó, theo dõi và điều chỉnh pH chính xác là yếu tố quyết định để đảm bảo chất lượng đồng đều và hương vị đặc trưng của mỗi mẻ bia.

Tác động của việc kiểm soát pH đến chất lượng bia

Kiểm soát độ pH là yếu tố cốt lõi quyết định hương vị, màu sắc và độ ổn định của từng mẻ. Một thay đổi nhỏ trong pH đôi khi đủ khiến hai mẻ bia có cùng nguyên liệu lại cho ra hai kết quả hoàn toàn khác nhau, một bên tròn vị, một bên đắng gắt hoặc chua gắt.

Ổn định hương vị và giữ cân bằng tổng thể

Độ pH chính là nền tảng của cảm quan bia. Khi được giữ trong khoảng lý tưởng, men hoạt động ổn định, quá trình lên men đi đúng hướng và tạo ra các hợp chất thơm tự nhiên như este và phenol. Những hợp chất này là thứ mang lại mùi đặc trưng của bia, khiến vị đắng trở nên dễ chịu và hậu vị trở nên êm mượt.

Ngược lại, nếu pH lệch khỏi ngưỡng thích hợp, bia sẽ ngay lập tức bộc lộ sự mất cân bằng. Giá trị pH cao khiến vị đắng trở nên gắt, mùi hăng, còn pH thấp lại khiến bia chua rõ rệt và thiếu sự mềm mại. Một kỹ sư nấu bia có kinh nghiệm thường dựa vào máy đo pH để theo dõi từng giai đoạn, vì họ hiểu rằng chỉ cần vài phần trăm sai lệch là đủ để mẻ bia không đạt chuẩn.

Tăng hiệu suất enzyme trong quá trình nấu

Trong giai đoạn nấu malt, hai enzyme chính là α-amylase và β-amylase chịu trách nhiệm chuyển hóa tinh bột thành đường. α-amylase hoạt động mạnh nhất khi pH vào khoảng 5.6, trong khi β-amylase lại phát huy tối đa hiệu suất ở mức 5.2 đến 5.4.

Khi pH vượt ra ngoài vùng tối ưu, hai enzyme này hoạt động kém đi, hiệu quả chiết xuất giảm, kéo theo độ cồn và màu sắc của bia cũng bị ảnh hưởng. Vì vậy, việc đo pH thường xuyên giúp người nấu biết chính xác khi nào cần điều chỉnh nồi nấu, ví dụ bổ sung acid lactic hoặc lượng muối kiềm hợp lý để đưa pH về đúng vùng mong muốn.

Ảnh hưởng đến giai đoạn lên men

Khi bước vào quá trình lên men, pH tiếp tục thay đổi, thường giảm dần từ khoảng 5.0 xuống còn 4.0 đến 4.4. Đây là giai đoạn rất nhạy cảm, vì chỉ cần tốc độ giảm pH không đúng, mẻ bia có thể gặp vấn đề.

Nếu pH không giảm đủ, có thể men đang yếu hoặc bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ chưa phù hợp. Nếu pH giảm quá nhanh, nguy cơ nhiễm khuẩn là rất cao. Trong cả hai trường hợp, người vận hành chỉ có thể nhận biết và can thiệp sớm nếu có dữ liệu đo pH chính xác theo thời gian thực.

Nhờ đó, họ có thể kịp điều chỉnh lượng men, nhiệt độ hoặc thời gian lên men để đạt được nồng độ cồn, hương thơm và vị cân bằng đúng ý đồ ban đầu.

Duy trì màu sắc và độ ổn định của bia thành phẩm

Cuối cùng, pH còn ảnh hưởng đến diện mạo của bia. Một mẻ bia có pH cao dễ bị oxy hóa, màu nhanh sẫm lại và xuất hiện vị cũ chỉ sau vài ngày. Ngược lại, bia có pH thấp vừa phải thường giữ được màu sáng trong, vị tươi và bọt bền hơn.

Không chỉ tác động đến cảm quan, pH ổn định còn giúp kéo dài tuổi thọ sản phẩm, giảm nguy cơ vi khuẩn phát triển trong quá trình bảo quản và vận chuyển.

Bài liên quan: Nồng độ cồn khi uống 2 chai bia là bao nhiêu ? Khi nào sẽ hết

Gợi ý Máy đo pH cầm tay đưa vào sử dụng

Máy đo pH cầm tay được xem là lựa chọn tối ưu cho các nhà nấu bia thủ công hoặc xưởng sản xuất quy mô nhỏ. Thiết bị có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng mang theo khi di chuyển giữa các khu vực nấu, lên men hoặc đóng chai.

Điểm nổi bật của dòng máy này nằm ở khả năng vận hành trực tiếp tại hiện trường mà không cần bố trí khu đo riêng biệt. Người dùng chỉ cần hiệu chuẩn nhanh, nhúng điện cực vào mẫu dịch rồi đọc kết quả tức thì ngay trên màn hình.

Một số model được nhiều xưởng bia ưa chuộng như Hanna HI98167 hoặc Hanna HI99151, đều có khả năng chống nước đạt chuẩn IP67, hiển thị sắc nét, và được tích hợp chức năng tự động bù nhiệt giúp duy trì độ chính xác trong môi trường sản xuất có sự thay đổi nhiệt độ liên tục.