VSTP lên men ethanol bia

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

Tiểu Luận Môn

VI SINH THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: LÊN MEN ETHANOL BIA
GVHD: Bùi Hồng Qn
Lớp: DHTP17D
Nhóm: 1

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2023


Lời Cảm Ơn
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể Q thầy cơ Viện Cơng nghệ
Sinh học và Thực phẩm - Trường Đại học Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã
tạo điều kiện, giúp đỡ chúng em trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Đặc biệt chúng em muốn gửi lời cảm ơn đến thầy Bùi Hồng Quân, người đã giảng
dạy, giải đáp thắc mắc, cung cấp những kiến thức bổ ích, thú vị cho chúng em trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu cũng như hồn thành bài tiểu luận này.
Tập thể nhóm 1

2


Bảng phân công nhiệm vụ
STT

3

Tên

MSSV

Công Việc

1

Phạm Triều Phương

21109291

Phần 1
Tổng hợp Powerpoint

2

Lâm Thành Khang

21110411

Phần 2 mục 2.1.1

3

Hoàng Thanh Phương

21091681

Phần 2 mục 2.1.2

4

Nguyễn Hoàng Huy

21105911

Phần 2 mục 2.2

5

Phạm Đăng Khang

21094981

Phần 2 mục 2.3, phần 3
Tổng hợp word

6

Nguyễn Lý Thảo Vy

21109331

Phần 2 mục 2.4.1
Tổng hợp Powerpoint

7

Võ Xuân Hương

21098081

Phần 2 mục 2.4.2
Tổng hợp Powerpoint

8

Tạ Nguyên Anh

21093761

Phần 2 mục 2.5


Mục Lục

PHẦN 1: MỞ ĐẦU .............................................................................................. 6

1.1. Lịch sử của bia ............................................................................. 6
1.2. Ý nghĩa của bia mang đến cho người dùng................................ 6
1.3. Các loại bia .................................................................................. 6
1.4. Ý nghĩa của bia mang đến cho doanh nghiệp tại Việt Nam ...... 6
PHẦN 2: NỘI DUNG ........................................................................................... 8

2.1. Các khái niệm .............................................................................. 8
2.1.1. Khái niệm về bia .................................................................................................................... 8
2.1.2. Khái niệm về lên men, nấm men............................................................................................. 8

2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia............................................... 9
2.3. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất bia ....................... 10
2.3.1. Nguyên liệu.......................................................................................................................... 10
2.3.2. Thuyết minh về quy trình ..................................................................................................... 11

2.4. Cơ chế chuyển hóa và vai trò của vi sinh vật trong lên men bia
........................................................................................................... 15
2.4.1. Một số đặc điểm chung của 2 loại nấm men.......................................................................... 15
2.4.2. Cơ chế chuyển hóa chung trong khi lên men bia và vai trị trong chuyển hóa của men bia ..... 17

2.5. Yêu cầu thiết bị trong quá trình lên men ................................. 19
PHẦN 3 : TỔNG KẾT ........................................................................................21
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................22
TIẾNG VIỆT.......................................................................................................22

4


Mục lục hình ảnh
Hình 1: Một số hình ảnh chung về nấm men ................................................................... 9
Hình 2: Quy trình cơng nghệ sản xuất bia ..................................................................... 10
Hình 3:Saccharomyces cerevisiae ................................................................................. 16
Hình 4: Saccharomyces carlsbergensis .......................................................................... 17
Hình 5: Cơ chế chuyển hóa ........................................................................................... 18

5


PHẦN 1: MỞ ĐẦU

1.1. Lịch sử của bia
Bia đã là một yếu tố quan trọng trong lịch sử loài người. Được định nghĩa chung là một
loại đồ uống có cồn làm từ ngũ cốc mạch nha (thường là lúa mạch), nước, có thể là một
loại thảo mộc hoặc gia vị để tạo hương vị như hoa bia, toàn bộ được lên men bằng men,
bia đã được ủ từ hàng nghìn năm. Có rất nhiều bằng chứng khảo cổ học - chữ tượng hình,
tượng nhỏ, bản ghi chép - minh họa nghề làm bia của con người đã có từ sáu đến chín nghìn
năm trước. Sản xuất bia được cho là một trong những nỗ lực khoa học đầu tiên. Thật vậy,
sản xuất bia được nhiều người coi là một nghệ thuật và một khoa học. Vào thời đó, Bia
được tạo hương từ cây, có thảo mộc có vị đắng và có hương thơm. Về sau, người ta phát
hiện ra hoa Houblon có thể tạo ra hương vị đặc biệt cho bia và giúp bia có thể bảo quản lâu
hơn (Eberts, 2007).
Ngành công nghiệp bia thật sự phát triển mạnh hơn là nhờ vào phát hiện của Louis Pasteur
về việc lên men bia. Diệt khuẩn dung dịch nước ép bằng cách đun nóng với điều kiện khơng
để bị tạp nhiễm và sau đó làm lạnh trước khi cho lên men bằng nguồn nấm men tinh khiết.
Tính acid hợp lý của bia cũng có tác dụng hạn chế sự phát triển của các mầm ký sinh sau
này cũng như giúp bảo quản tốt bia sau khi đã vào chai (Smith, 2012).

1.2. Ý nghĩa của bia mang đến cho người dùng
Bia cũng là nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tốt . Bia càng sẫm màu thì càng có nhiều
chất chống oxy hóa. Chất chống oxy hóa chống lại các gốc tự do trong cơ thể bạn, giảm
nguy cơ mắc các bệnh mãn tính và một số dạng ung thư. Bia là nguồn cung cấp vitamin và
khoáng chất phong phú, và một số loại cịn chứa chất chống oxy hóa. Nghiên cứu hỗ trợ
một số lợi ích sức khỏe tiềm ẩn khi uống một lượng bia vừa phải: giảm nguy cơ mắc bệnh
tim, cài thiện lượng đường trong máu, tang sức mạnh của xương (Mikstas, 2022).

1.3. Các loại bia
Bia ngày một đa dạng hơn về hình thức cũng như chủng loại. Bia có nhiều loại khác nhau,
mỗi loại đều có một hương vị cũng như đặc trưng riêng.
-

Bia Ale: Đây là loại bia được sản xuất bằng lên men nổi, và nó thơng thường được
lên men ở nhiệt độ cao hơn so với bia lager (15-23°C, 60-75°F) (Social, 2018).
Bia Lager: Đây là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới. Lager có nguồn
gốc từ vùng Trung Âu, men bia lager là loại lên men chìm (Social, 2018).
Bia lên men tự nhiên: Để làm bia này thường dùng men bia hoang dã thay cho các
loại men bia được nuôi cấy (Social, 2018).
Loại bia hỗn hợp: Hay còn được gọi là bia lai, loại bia có đặc trưng pha trộn của cả
Ale và Lager. Các loại như bia trái cây, bia thảo mộc, bia thực vật,… cũng là bia
hỗn hợp (Social, 2018).

1.4. Ý nghĩa của bia mang đến cho doanh nghiệp tại Việt Nam
6


Ngành sản xuất Bia ở nước ta chỉ phát triển từ những năm 1990 khi nhà nước có chính sách
mở cửa nền kinh tế. Các nhà máy bia Sài Gòn, Hà Nội được đầu tư, đồng thời nhiều hãng
bia lớn trên thế giới đã vào Việt Nam như Bia Heineken, Carlsberg, AB - InBev,… tình
hình sản xuất bia đã phát triển, cung cấp đủ sản lượng tiêu dùng trong nước và đẩy lùi được
vấn nạn bia nhập lậu từ nước ngồi. Hiện nay các doanh nghiệp có xu hướng sản xuất
những sản phẩm có nồng độ cồn thấp, sản phẩm bia không cồn, nước trái cây lên
men... Hàng năm các doanh nghiệp đều nghiên cứu và cho ra các sản phẩm mới, mẫu mã
đa dạng phong phú đáp ứng thị hiếu và nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng (Thủy, 2021).

7


PHẦN 2: NỘI DUNG
2.1. Các khái niệm
2.1.1. Khái niệm về bia
Bia nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên

men đường lơ lửng trong mơi trường lỏng và nó khơng được chưng cất sau khi lên men.
Dung dịch đường không bị lên men thu được từ quá trình ngâm nước gọi là hèm bia hay
"nước ủ bia". Hạt ngũ cốc, thông thường là lúa mạch được ủ thành mạch nha. Các đồ uống
chứa cồn được làm từ sự lên men đường có trong các nguồn khơng phải ngũ cốc – chẳng
hạn nước hoa quả hay mật ong – nói chung không được gọi là "bia", mặc dù chúng cũng
được sản xuất từ cùng một loại men bia dựa trên các phản ứng hóa sinh học (Nhân, 2017).
Từ lâu bia đã là loại thức uống ưa thích của các đấng mày râu và đặc biệt trong những ngày
hè nóng nực này thì bia ln được chọn là thứ đồ uống giải nhiệt hàng đầu. Tuy nhiên, ít
ai có thể ngờ rằng bia không đơn thuần chỉ là một loại “nước giải khát” mà nó cịn có chứa
vơ vàn tác dụng tuyệt vời đối với sức khỏe con người. Dưới đây là những lợi ích của bia
(Seminoon, 2015):
• Men bia có chứa các chất enzyme có tác dụng giảm đau, khử trùng.
• Uống bia giúp bảo vệ thận. Chỉ với 1 chai bia trong ngày đã có thể giảm nguy cơ
phát triển bệnh sỏi thận đến 45%.
• Các loại bia đều có hàm lượng chất xơ cao và nó có thể làm giảm các cholesterol
xấu.
• Bia chứa nhiều vitamin B6, B12 và B2. Những người thường xuyên uống bia sẽ có
hàm lượng vitamin B6 cao hơn 30% so với những người uống rượu.
• Bia có thể chống lại sự căng thẳng. Theo các nghiên cứu được thực hiện ở loại đồ
uống này, 2 ly mỗi ngày có thể làm giảm nguy cơ căng thẳng và áp lực nghề nghiệp.
• Sự thật rằng bia là thức uống chứa nhiều vitamin, nó có thể giúp hồi sinh và tái tạo
làn da. Chỉ cần dùng một chai bia theo ngày sẽ giúp làn da sáng, mềm và láng mịn.
Điều này sẽ giúp bạn trông trẻ trung hơn.

2.1.2. Khái niệm về lên men, nấm men
-

-

8

Lên men ethanol (FoodNK, 2021):
+ Phương pháp lên men ethanol thực chất là q trình ni dưỡng vi sinh vật trong
điều kiện yếm khí. Từ đó chuyển hóa đường thành ethanol. Q trình phân hủy
đường sẽ tạo ra hàng loạt phản ứng thông qua sự hỗ trợ của nhiều loại enzyme.
+ Quá trình chuyển hóa diễn ra trong tế bào chất của các nấm men. Cacbonic và
ethanol chính là “chất thải” chúng tạo ra khi sinh trưởng.
Nấm men ("Nấm men trong công nghệ sản xuất bia có đặc điểm gì?," 2020):
+ Là các lồi nấm đơn bào, Kích thước đường kính mỗi tế bào men chỉ vào khoảng
1/100 mm. Chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, đặc biệt chúng có nhiều ở
vùng đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả. Nhiều lồi có khả năng lên men


rượu bia và từ lâu con người đã biết sử dụng chúng để sản xuất rượu bia. Nấm
men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế,
hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô của tế bào, nên nhiều loại còn
được sử dụng để sản xuất protein. Ứng dụng trong các công nghệ sản xuất lên
men khác như bánh mì. Tuy vậy, cũng có nhiều loại nấm men có hại gây bệnh
cho người và gia súc, làm hư hại lương thực, thực phẩm.
+ Nấm men trong bia là tác nhân cơ bản gây nên q trình lên men bia, tuy nhiên
khơng phải loại nào cũng lên men đường thành bia được mà chỉ có một số lồi
có khả năng này. Trong sản xuất hiện nay người ta thường dùng một số loài thuộc
họ Saccharomyces cerevisiae...
+ Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống
Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi
trường nước mạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ vitamin và
các nguyên tố vi lượng…qua màng tế bào. Sau khi hấp thụ được các chất dinh
dưỡng thì hàng loạt những phản ứng sinh hóa xảy ra mà đặc trưng chính là q
trình trao đổi chất để chuyển hố các chất này thành những dạng cần thiết cho
quá trình phát triển và lên men của nấm men được tiến hành. Theo đặc tính lên

men người ta chia nấm men thành hai nhóm: nấm men nồi và nấm men chìm và
2 loại nấm men này đều có thể dùng trong sản xuất bia.

Hình 1: Một số hình ảnh chung về nấm men

2.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất bia

9


Hình 2: Quy trình cơng nghệ sản xuất bia

2.3. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất bia
2.3.1. Ngun liệu
a) Hạt đại mạch
-

-

Đại mạch cung cấp tinh bột cần thiết cho sản xuất bia, tinh bột được chuyển hóa
thành chất hịa tan(đường) có thể lên men được (Hiền, Mai, Chi, Thành, & Thắng,
2002a).
Căn cứ vào sự sắp xếp hạt mà chia đại mạch thành đại mạch 2 hàng và 6 hàng. Các
loại đại mạch khác nhau (hai hàng, sáu hàng...) có một số đặc điểm khác nhau: Hạt
đại mạch hai hàng to, đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng. Do đó loại đại mạch
này hàm lượng có ích tương đối lớn, đồng thời lượng vỏ ít nên chứa ít hợp chất
polyphenol và hợp chất đắng (Hiền et al., 2002a).
Hạt đại mạch sáu hàng có kích cỡ khơng đồng nhất, bởi vì các hạt thiếu khơng gian
để phát triển đầy đủ,nên khi sản xuất bia người ta ưu tiên sử dụng đại mạch 2 hàng
(Hiền et al., 2002a).

b) Hoa houblon
-

10

Trong sản xuất bia thì hai yếu tố quan trọng nhất của hoa houblon là nhựa hoa và
các tinh dầu. Nhựa hoa tạo nên vị đắng của bia, còn các tinh dầu chủ yếu tạo ra
hương thơm cho bia. Các chất này chứa trong các hạt lupulin, các hạt này chiếm tới
gần 1/5 khối lượng khô của hoa houblon. Đặc biệt chỉ sử dụng hoa houblon cái để
sản xuất bia vì chúng sẽ chiết ra nhựa đắng và các loại tinh dầu (Hiền et al., 2002a).


-

Bảng thành phần hóa học của hoa Houblon tính theo % chất khô (Hiền et al., 2002a):
Hàm ẩm
11%
Chất đắng
15-21%
Polyphenol
9-15%
Protein
6-9%
Tinh dầu thơm
0,3-1%
Xenluloza
12-14%
Chất khống
5-8%

Các hợp chất chứa Nitơ
17,5%
Độ hịa tan
42-45%

c) Nước
-

-

Một ngun liệu sản xuất bia cũng quan trọng khơng kém đó chính là nước. Nước
là thành phần cơ bản của bia chiếm đến hơn 90% khối lượng của bia. Nước là mơi
trường giúp xảy ra các phản ứng hố học của quá trình lên men hay quá trình trao
đổi nhiệt trong sản xuất. Nước trong nhà máy bia được chia thành các loại: Ngâm
đại mạch, sản xuất dịch đường, rửa men và rửa thiết bị (Hiền et al., 2002a).
Nước cần phải được sát trùng hoàn toàn và độ cứng của nước từ mềm đến trung
bình sẽ cho ra chất lượng bia tốt nhất (Hiền et al., 2002a).

d) Nấm men bia
-

Là các vi sinh vật sống trong mơi trường dinh dưỡng có chứa đường, nito, photpho,
các chất hữu cơ và vô cơ khác (Hiền et al., 2002a).
Trong sản xuất bia thường có hai loại nấm men nổi và nấm men chìm, mỗi loại đều
có đặc điểm khác nhau nhưng mục đích cho vào bia là để chuyển hóa các thành
phần trong dịch đường thành ethanol và CO2 (Hiền et al., 2002a).

e) Thế liệu
-

Khoảng 90% lượng bia sản xuất trên thế giới được làm từ malt và ngun liệu tinh
bột (gạo,ngơ,lúa mì...). Người ta sử dụng nguyên liệu tinh bột với nhiều mục đích
(Hiền et al., 2002a):
+ Để hạ giá thành bia.
+ Tăng cường độ bền keo, những chất chứa N và polyphenol trong phần lớn các.
+ ngun liệu tình bột thường khơng nhiều nhưng làm tăng tính bền keo.
+ Sản xuất các loại bia nhẹ hơn, sáng màu hơn bia sản xuất hoàn toàn bằng malt.

2.3.2. Thuyết minh về quy trình
a) Tạo Malt đại mạch
11

Malt Đại Mạch là nguyên liệu chính thứ nhất để sản xuất Bia. Malt được sản xuất
bằng cách cho hạt Đại Mạch nảy mầm. Mục đích của quá trình cho hạt nảy mầm là


để hoạt hóa, tích lũy về khối lượng và hoạt lực của hệ Enzyme có trong hạt Đại
Mạch. Khi được hoạt hóa hệ Enzyme có trong hạt ( amylaza, proteaza, Sitaza...) là
động lực để phân cắt các hợp chất protit, gluxit cao phân tử trong nội nhũ của hạt
thành các sản phẩm thấp phân tử như dextrin bậc thấp, axit amin, pepton...và nhiều
chất khác dễ hòa tan trong nước thành chất chiết của dịch đường. Muốn Malt có
chất lượng tốt phải tạo điều kiện thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm, độ thơng thống cho
khối hạt để phơi phát triển. Sau q trình nảy mầm mang sấy khơ, tách rễ, làm sạch
ta thu được Malt đại mạch để sản xuất Bia (Nes, 2016).

b) Nghiền
-

-

Nghiền Malt là quá trình đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với
nước làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ nhanh hơn, thúc
đẩy quá trình thủy phân các enzyme đồng thời tạo điều kiện cho quá trình đường
hóa sau này (Nes, 2021).
u cầu q trình nghiền (Nes, 2021):
+ Q trình nghiền Malt càng bảo tồn ngun vỏ Malt bao nhiêu càng tốt bấy
nhiêu. Thứ nhất, nếu nghiền vỏ quá mịn lượng chất đắng, chất chát trong vỏ dễ
hịa tan vào dịch đường gây cho bia có vị đắng và chát khó chịu.
+ Nếu nghiền vỏ quá to quá trình lọc sẽ kéo theo nhiều bột, cặn do đó dịch lọc sẽ
bị đục, q trình lọc khơng đạt yêu cầu.

c) Hồ hóa, đường hóa, đạm hóa
-

Đây là q trình chuyển hóa các chất trong Malt như tinh bột, protein... thành đường
có thể lên men và các loại axit amin, một số chất hỗn hợp khác nhằm phục vụ cho
quá trình lên men sau này (Nes, 2021).
Trong bột Malt tồn tại 3 loại enzyme rất quan trọng là: protease, a-amylase, bamylase và một số enzyme khác chiếm số lượng không đáng kể.Việc điều chỉnh
nhiệt độ để 3 loại enzyme này phát huy được khả năng xúc tác của chúng là cơng
việc quan trọng nhất trong q trình nấu bia.Thực tế nghiên cứu và sản xuất cho
thấy nhiệt độ thích hợp cho từng loại enzyme có trong Malt như sau (Nes, 2021):
+ Protease hoạt động mạnh ở 47 — 52 độ C
+ a-amylase hoạt động mạnh ở 70 —75 độ C
+ b-amylase hoạt động mạnh ở 60 – 65 độ C

d) Lọc dịch đường
-

12

Sau q trình đường hóa thì chúng ta sẽ tiến hành lọc và lấy dịch đường . Quá trình
này được thực hiện với 1 trong 2 loại thiết bị: nồi lọc hoặc lọc khung bản. Quá trình
lọc gồm 2 giai đoạn: dịch lọc đầu thu được chất chiết mà chưa có sự pha lỗng bã
bia và dịch lọc sau chất chiết được tận thu bằng cách rửa bã bia với nước nóng nhằm
tận thu dịch đường còn lại. Giai đoạn này sẽ tách các phần tử khơng hịa tan trong
bia để dễ dàng thực hiện các công đoạn sau (Sterkensbrew).


e) Nấu hoa houblon
-

Hòa tan các chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị, màu cho bia. Các chất trong
hoa sẽ kết hợp với các chất trong dịch đường làm ổn định các thành phần trong bia
(Nhã, 2011).
Tạo điều kiện cho sự hình thành tủa giữa các protein cao phân tử kém bền vững với
tanin để dễ dàng loại bỏ chúng (Nhã, 2011).
Tạo phản ứng Melanoid (Nhã, 2011).
Tiêu diệt các enzyme xúc tác sinh học (Nhã, 2011).
Khử trùng dịch trước khi lên men (Nhã, 2011).
Gia tăng độ màu, acid, tạo thành các chất khử, giảm độ nhớt, tăng độ bền sinh học,
khả năng tạo bọt và giữ bọt (Nhã, 2011).

f) Lắng
-

Đây là quá trình sẽ lọc bỏ cặn hoa và đồng thời loại bỏ những kết tủa protein và chất
tan sau quá trình lắng này.

g) Làm lạnh nhanh
-

Sau khi lắng xong dịch đường hoa houblon sẽ được làm lạnh nhanh xuống mức
nhiệt độ thích hợp cho nấm men sinh trưởng và phát triển (Nes, 2021).

h) Lên men
-

Quá trình lên men Bia được chia làm 2 giai đoạn là lên men chính và lên men phụ
(Nes, 2021).
+ Lên men chính (Nes, 2021):

Tạo điều kiện thích hợp cho nấm men hoạt động chuyển hóa dịch đường hoa houblon thành
ethanol ( C2H5OH ), CO2 và một số sản phẩm nhằm định hình hương và vị cho sản phẩm
bia.
Đặc điểm của quá trình lên men chính là tiêu hao cơ chất diễn ra mạnh mẽ, thải ra lượng
nhiệt lớn , sản phẩm chính tạo thành ethanol (C2H5OH ), CO2 và một số sản phẩm phụ theo
phương trình sau:
C6H12O6 —› C2H5OH + CO2
Sau quá trình lên men chính từ dịch đường Houblon hóa đã được chuyển thành sản phẩm
bia non, do sự tác động của tế bào nấm men. Tuy nhiên lượng chất hòa tan trong bia non là
thấp hơn so với dịch đường trước khi lên men. Nhưng trong thành phần bia non là một hỗn
hợp chất hòa tan đảm nhận việc tạo hương và vị đặc trưng của bia thành phẩm sau này.
Ngồi hai sản phẩm chính là rượu C2H5OH và khí CO2 trong q trình lên men chính cịn
tạo ra nhiều sản phẩm bậc 2. Những sản phẩm này có vai trò quan trọng trong việc tạo
hương vị cho bia thành phẩm
+ Lên men phụ (Nes, 2021):
13


Mục đích: Tiếp tục lên men lượng chất hịa tan cịn sót lại trong q trình lên men chính.

Đặc trưng của quá trình lên men phụ là lên men rất chậm với một lượng đường khơng đáng
kể. Q trình lên men phụ là quá trình quan trọng để ổn định thành phần chất lượng của
Bia (tạo hương vị, tạo bọt, giữ bọt cho Bia, khử diaxetyl, rượu bậc cao, andehyde tới mức
độ cho phép).
-

Trong quá trình lên men xảy ra hiện tượng ỳ men (nấm men không phát triển, sinh
khối chậm, hoạt lực lên men thấp) (Nes, 2021).
+ Nguyên nhân: Do số lượng nấm men gieo cấy quá ít, chất lượng nấm men không
đạt yêu cầu, bị lẫn nhiều tạp nhiễm, hoạt lực nấm men yếu, tỉ lệ tế bào chết nhiều.
Để khắc phục hiện tượng trên phải kiểm tra, bổ sung thêm nấm men. Thứ hai do
dịch đường thủy phân chưa hết tinh bột, nồng độ đường thấp. Phải bổ sung đường
để nồng độ đường đạt yêu cầu. Thứ ba hàm lượng oxi trong những ngày đầu quá
ít, nấm men không đủ oxi để phát triển. Khắc phục bằng cách sục thêm oxi bằng
cách khuấy đảo dịch trong thùng lên men (Nes, 2021).
+ Nếu bổ sung nấm men, khuấy đảo, tăng hàm lượng đường mà vẫn xảy ra hiện
tượng ỳ men thì phải san thùng lên men đó sang các thùng khác hòa trộn vào
thùng lên men mạnh và tăng nhiệt độ thùng lên men (Nes, 2021).

i) Ủ chín bia
-

-

Khi nấm men kết thúc quá trình tăng sinh khối, q trình ủ chín bia bắt đầu. Nghĩa
là q trình ủ chín diễn ra song song với q trình lên men (khơng phải sau khi kết
thúc lên men). Q trình ủ chín có thể tiếp tục trong cùng một tank lên men hoặc
được chuyển sang bồn chuyên biệt (Foscitech, 2022).
Quá trình ủ chín làm thay đổi một loạt các sản phẩm phụ hình thành trong quá trình
lên men như diketon, các hợp chất lưu huỳnh, aldehyde, và các axit béo dễ bay hơi

cũng như tạo thêm cồn, CO2 làm giảm vị ngọt, tạo cho bia có vị nhẹ nhàng dễ uống
hơn (Foscitech, 2022).

j) Lọc bia
-

Mục đích chính của q trình lọc Bia là loại bỏ nấm men, các hạt phân tán cơ học,
chất protein - phenol, nhựa đắng và nhiều hạt nhỏ li ti khác nhằm làm tăng độ bền
của bia, tăng thời gian bảo quản khi chúng lưu hành trên thị trường (Nes, 2021).
Trong quá trình lên men phụ và tàng trữ, Bia đã được làm trong một cách tự nhiên
nhưng chưa đạt đến mức yêu cầu cần thiết. Do cịn có một số nấm men và các cặn
mịn khó lắng trong q trình bảo quản, Bia sẽ bị đục làm giảm giá trị cảm quan. Vì
vậy để tăng thời gian bảo quản và giá trị cảm quan của Bia thành phẩm ta phải tiến
hành quá trình lọc. Với sự trợ giúp của bột trợ lọc polyclat, bencogus, eribasi, ở 3
dạng là ủ, thô, mịn sẽ làm cho bia có độ trong đạt yêu cầu tăng giá trị cảm quan cho
sản phẩm, tăng độ bền keo, sinh học của bia (Nes, 2021).

k) Bơm CO2

14


-

Khí CO2 có trong bia là nhờ q trình lên men bia, nấm men chuyển hóa đường
thành Ethanol và CO2. Một lượng lớn CO2 sẽ bị thất thốt do nó sẽ thải ra mơi trường
khơng khí ở giai đoạn lên men chính và cũng sẽ hịa tan vào trong bia ở giai đoạn
lên men phụ . Tuy nhiên do các cơng đoạn sau q trình lên men đặc biệt là cơng
đoạn lọc bia lượng CO2 bị thất thốt khá lớn vì vậy ta phải tiến hành bão hịa CO2
để đảm bảo lượng yêu cầu trong bia thành phẩm (Nes, 2021).

l) Thanh trùng, vô chai, vô lon và dán nhãn
-

-

Thanh trùng:
+ Sau khi hoàn thành tất cả các bước trên, chúng ta tiến hành thanh trùng bia, nhằm
mục đích chính là diệt vi sinh vật tồn tại trong bia,giúp ổn định sản phẩm , kéo
dài thời gian bảo quản và làm cho bia có chất lượng tốt nhất (Hiền, Mai, Chi,
Thành, & Thắng, 2002b).
+ Bia khi bị xử lý ở nhiệt độ cao sẽ dẫn tới sự thay đổi về mùi vị và tính chất cảm
quan của sản phẩm nên một số nhà máy sẽ chọn biện pháp thanh trùng nhanh
cho bia( Flash pasteurization). Đây là một biện pháp rút ngắn thời gian xử lý
nhiệt độ nhờ các thiết bị dạng tấm bản. Bia có thể được nâng tới nhiệt độ 68720C trong thời gian 50s và sau đó sẽ làm lạnh trở lại (Hiền et al., 2002b).
+ Đơn vị thanh trùng bia thông thường sẽ từ 14-15 PU, số đơn vị thanh trùng bia
này càng ít thì chất lượng bia càng được bảo đảm nhưng sự hư hỏng bia thì lại
diễn ra nhanh hơn (Hiền et al., 2002b).
Vô chai, vô lon và dán nhãn: Sau khi thanh trùng hoàn tất thì sẽ tiến hành đóng
thùng vơ chai và tạo nhãn cho bia để xuất ra thị trường. Thông thường bia thành
phẩm sẽ được đựng trong chai thủy tinh hoặc lon thiếc (Hiền et al., 2002b).

2.4. Cơ chế chuyển hóa và vai trò của vi sinh vật trong lên men bia
2.4.1. Một số đặc điểm chung của 2 loại nấm men
a) Men nổi :
-

-

15

Tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành
chuỗi các tế bào, hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc hình oval với kích thước từ 7
– 10μm. Khi quá trình kết thúc, tế bào kết chùm, thành chuỗi tạo lớp dày nổi lên bề
mặt cùng với bọt bia làm cho khả năng tự trong của bia rất chậm, khả năng lắng yếu
nên phải lọc cẩn thận (Nam, 2013).
VSV đại diện cho men nổi: Saccharomyces cerevisiae (Nam, 2013).


Hình 3:Saccharomyces cerevisiae

-

-

-

Vai trò:
+ Cơ chất lên men: chủ yếu lên men đường đơn (glucose, fructose), đường đơi
(saccharose, maltose), khó lên men đường tam (raffinose) (Nam, 2013).
+ Bia Ale sử dụng phương pháp lên men bề mặt do đó nấm men nổi thường dùng
cho phong cách bia này (Abvbeershop, 2022).
Ưu điểm (Abvbeershop, 2022):
+ Có hương thơm nổi trội: nhiều ester, hương hoa quả và khá đa dạng, hương thơm
khá đậm.
+ Khả năng lên men nhanh, thời gian lên men khoảng 3 tuần.
+ Lên men ở nhiệt độ cao từ 14 – 25 độ C.
+ Quay vòng Tank nhanh.
+ Khả năng kháng cồn ở mức trung bình cho đến cao.
Nhược điểm: Loại men này dễ xảy ra tình trạng kết bơng trên bề mặt, độ lắng kém

khiến bia khó trong tự nhiên nên yêu cầu người nấu cần cẩn thận ở bước lọc
(Abvbeershop, 2022).

b) Men chìm :
-

16

Nấm men chìm sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ tương đối thấp. Loại nấm men
này lên men mạnh trong lịng mơi trường và kết chùm lắng xuống đáy cho bia trong
tự nhiên, dễ dàng lọc bia hơn (Abvbeershop, 2022).
VSV đại diện cho men chìm: Saccharomyces carlsbergensis (Abvbeershop, 2022).


Hình 4: Saccharomyces carlsbergensis
-

-

-

Vai trị:
+ Nấm men chìm thường dùng cho bia Lager với phương pháp lên men đáy
(Abvbeershop, 2022).
+ Cơ chất lên men: Lên men tốt glucose, maltose, galactose, fructose, saccharose,
mannose và cả raffinose để thực hiện các phản ứng sinh hóa cho ra sản phẩm
chính là ethanol, CO2,… (Nam, 2013).
Ưu điểm (Abvbeershop, 2022):
+ Hương thơm thuần khiết nhưng ít chủng loại.
+ Khả năng lên men triệt để.

+ Thời gian lên men kéo dài khoảng 4 tuần.
+ Nhiệt độ lên men thấp, từ 4 – 12 độ C.
+ Khả năng kháng cồn thấp.
Nhược điểm: Men chìm khá yếu, dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường do đó
cần bảo quản ở nhiệt độ lạnh (Abvbeershop, 2022).

2.4.2. Cơ chế chuyển hóa chung trong khi lên men bia và vai trị trong chuyển
hóa của men bia

17


Hình 5: Cơ chế chuyển hóa
-

-

18

Định nghĩa: Ethanol (etanol) thường được biết đến như rượu ngũ cốc, ancol ethanol,
rượu ethanol hay cồn. Là một hợp chất hữu cơ không màu và dễ cháy. Là thành phần
thường thấy trong các loại đồ uống chứa cồn. Một cách gọi khác hay được nhắc đến
trong dân gian là rượu (FoodNK, 2021).
Cơ chế chuyển hóa chung trong q trình lên men:
+ Lên men ethanol là q trình phân giải yếm khí đường thành ethanol dưới tác
dụng của vi sinh vật (FoodNK, 2021).
+ Đường cùng với chất dinh dưỡng khác của môi trường lên men, trước tiên được
hấp thụ trên bề mặt và sau đó khuếch tán qua màng tế bào và vào bên trong tế
bào nấm men, sự phân hủy đường thành ethanol trong tế bào nấm men xảy ra
hàng loạt các phản ứng với sự tham gia của nhiều loại enzyme khác nhau, bước

cuối cùng của quá trình lên men là sự chuyển hóa acid pyruvic thành ethanol và
CO₂ (FoodNK, 2021). Nói chi tiết hơn thì:
➢ Trong tế bào chất của nấm men diễn ra q trình chuyển hóa đường hexose
thành ethanol và khí CO2. Đây là q trình trao đổi năng lượng của nấm men
trong điều kiện kỵ khí, ethanol và CO2 tạo ra trong tế bào sẽ được nấm men
thải vào môi trường lên men (FoodNK, 2021).
➢ Trong điều kiện kỵ khí, q trình lên men bị ức chế, việc này làm hydro tách
ra được chuyển qua chuỗi hô hấp tới oxy và acid pyruvic, sản phẩm của quá
trình đường phân sẽ tiếp tục bị oxy hóa qua nhiều bước trong chu trình Krebs,
các cặp hydro tách ra được chuyển tới oxy. Quá trình này liên hợp với quá
trình tạo ATP. Sự lên men rượu có thể tiến hành theo nhiều kiểu khác nhau,
tùy vào điều kiện môi trường (FoodNK, 2021).
+ Bên cạnh ethanol và khí CO2 tế bào nấm men còn tổng hợp và “thải” vào dịch
hàng trăm sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian khác trong quá trình lên men.
Những hợp chất này được tìm thấy trong dịch lên men với hàm lượng rất nhỏ,


chẳng hạn như: glycerol cùng các rượu bậc cao, aldehyde, acid hữu cơ và ester
(FoodNK, 2021).
+ Tác nhân vi sinh vật của quá trình lên men rượu là: nấm men, nấm mốc và vi
khuẩn. Trong đó tác nhân cơ bản là nấm men Saccharomyces cerevisiae
(FoodNK, 2021).

2.5. Yêu cầu thiết bị trong quá trình lên men
-

-

-

-

19

Theo một cách phân loại đơn giản, thiết bị lên men có 3 loại chính ("Phân loại &
Yêu cầu của thiết bị lên men," 2019):
+ Không khuấy trộn, khơng sục khí.
+ Khơng khuấy trộn, có sục khí.
+ Có khuấy trộn và sục khí.
Qua đó ta thấy khuấy trộn và sục khí là một đặc điểm quan trọng của thiết bị lên
men. Trên cơ sở này, theo cách phân loại chi tiết hơn, ta có các loại sau ("Phân loại
& Yêu cầu của thiết bị lên men," 2019):
+ Loại không khuấy trộn.
+ Loại khuấy trộn bằng phương pháp cơ học, có thể là bằng cánh khuấy, hoặc cho
thùng lên men quay, hay sử dụng các cơ cấu tạo rung, hay bằng cách đu đưa
thùng lên men.
+ Loại khuấy trộn bằng khí động với các bọt khí có vận tốc tương đổi lớn, hay tạo
ra các dòng tuần hoàn trong thùng lên men.
+ Loại khuấy trộn bằng thủy lực với cách phun tia hay tạo ra dòng tuần hoàn,
Trong kỹ thuật lên men bằng các tế bào được cố định, ta có những loại thiết bị sau
("Phân loại & Yêu cầu của thiết bị lên men," 2019):
+ Loại lớp : tế bào được cố định trong các viên và ta đặt các viên này vào thùng
lên men. Các viên này có thể khơng di chuyển (lớp tĩnh), hay chuyển động (lớp
sôi).
+ Loại màng : tế bào được cố định trong các màng mỏng và đặt trong thùng lên
men.
Yêu cầu chung thiết bị lên men: Lên men là một quá trình tương đối phức tạp, cần
khống chế khá chặt chẽ. Vì thế các yêu cầu cho một thiết bị lên men cơng nghiệp là
tương đối cao. Ta có thể kể ra một số yêu cầu chính sau ("Phân loại & Yêu cầu của
thiết bị lên men," 2019):

+ Có năng suất phù hợp
+ Tạo được sự phân tán, hòa trộn đồng đều của cách thành phần trong thùng lên
men
+ Luôn đảm bảo được môi trường lên men tối ưu
+ Đảm bảo khơng bị lây nhiễm từ mơi trường ngồi
+ Dễ làm vệ sinh, dễ chăm sóc bảo dưỡng
+ Bền bỉ, tin cậy, chính xác
+ Linh hoạt, mềm dẻo, cơ động
+ Thao tác, vận hành thuận tiện, an toàn


Đầu tư và chi phí vận hành thấp.
Trong thực tế, việc thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên là không thể được. Cho nên ta
thường phải chọn giải pháp dung hòa các yêu cầu này. Tùy theo điều kiện cụ thể mà
ta sẽ có những điểm ưu tiên nhất định hay những yêu cầu tiên quyết. Từ đó, chọn
lựa thiết bị lên men phù hợp.
+

-

20


PHẦN 3 : TỔNG KẾT
Bài tiểu luận ở trên đã nghiên cứu và cung cấp cho chúng ta rất nhiều kiến thức về
men bia và bia. Lịch sử hình thành ,các nguyên liệu và quy trình sản xuất bảo quản
bia.Ta thấy bia được hình thành từ những nguyên liệu rất thân thuộc như lúa
mạch,nước, men…Quy trình sản xuất trải qua rất nhiều công đoạn và được kiểm tra
chọn lọc một cách kỹ lưỡng trước khi đem ra thị trường để sản xuất và tiêu thụ. Để
chất lượng của bia được ngon hay không một phần cũng phụ thuộc vào nấm men rất

lớn, nên ta cần phải biết cách chọn lọc và sử dụng nấm men đúng cách để tạo nên
những mẻ bia chất lượng cao.
Tóm lại, từ những kiến thức chung về việc lên men ethanol bia mà bài tiểu luận ở
trên cung cấp có thể giúp cho người đọc và đặc biệt là những sinh viên ngành công
nghệ thực phẩm hiểu rõ hơn về bia và từ đó nghiên cứu và sản xuất ra nhiều loại bia
mới.

21


TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
Thủy, Đ. T. B. (2021). Tổng quan ngành bia, rượu, nước giải khát việt nam.
Nhân, P. P. (2017). Những điều chưa biết về bia.
Seminoon. (2015). Tác dụng của việc uống bia với sức khỏe.
FoodNK. (2021). Ethanol là gì và quá trình lên men Ethanol trong sản xuất thực phẩm.
Nấm men trong công nghệ sản xuất bia có đặc điểm gì? (2020).
Hiền, N. T., Mai, L. T., Chi, L. T. L., Thành, N. T., & Thắng, L. V. (2002a). Phần 1:
Nguyên liệu sản xuất bia. In Công nghệ sản xuất malt và bia. Hà Nội: NXB Khoa
học và Kỹ thuật.
Nes, M. (2016). Nguyên liệu dùng để sản xuất bia - Habeco.
Nes, M. (2021). Thuyết minh quy trình sản xuất bia.
Sterkensbrew. Quá trình sản xuất bia.
Nhã, N. T. (2011). Cơng nghệ sản xuất bia Q trình lọc và houblon hóa.
Foscitech. (2022). Q trình ủ chín bia trong cơng nghệ sản xuất bia.
Hiền, N. T., Mai, L. T., Chi, L. T. L., Thành, N. T., & Thắng, L. V. (2002b). Phần 2: Công
nghệ sản xuất malt và bia. In Công nghệ sản xuất malt và bia. Hà Nội: NXB Khoa
học và Kỹ thuật.
Nam. (2013). Tìm hiểu về nấm men và vai trị của nó trong cơng nghệ sản xuất Bia.
Abvbeershop. (2022). Có gì khác biệt giữa nấm men nổi và nấm men chìm?

Phân loại & Yêu cầu của thiết bị lên men. (2019).
TIẾNG ANH
Eberts, D. (2007). To brew or not to brew: a brief history of beer in Canada. Manitoba
History(54), 2-14.
Smith, K. A. (2012). Louis Pasteur, the father of immunology? Frontiers in immunology,
3, 68.
Mikstas, C. (2022). Beer: Is It Good for You?
Social, T. (2018). What is the difference between ales and lagers?

22