BÁO CÁO TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ LÊN MEN-CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

BÀI TẬP LỚN CÔNG NGHỆ LÊN MEN
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
LỚP 10DSH01
SINH VIÊN THỰC HIỆN: CHUNG NGỌC MI MI
PHAN THỊ NGỌC ÁI
CHÂU NGỌC MINH THI
PHẠM THÙY TRANG
I. SẢN PHẨM LÊN MEN: BIA
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

1. Giới thiệu sản phẩm:
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành công nghệ thực
phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đóng vai trò chủ lực trong
đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng quá trình lên
men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được chưng cất sau khi lên men.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một lượng calori
khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là nhóm enzim kích thích tiêu
hóa amylaza.
2. Lịch sử phát triển:
Bia đã được phát hiện từ 8000 năm trước, ở xứ Mesoptamia là một trong những nơi xuất hiện
nền văn minh sớm nhất của nhân loại. Dân du mục tình cờ phát hiện khi lúa dại được ủ sẽ bị vi
sinh vật tự nhiên tác động tạo ra một dung dịch uống được, cùng với thời gian dung dịch này đã
trở thành một thứ thức uống rất được ưa thích.
Đến 7000 năm TCN con người ở xứ Babilon đã tìm ra cách làm bia từ lúa mạch (hạt đại
mạch) và lúa mì, vài năm sau đó người Ai Cập cổ đại, Ba Tư, các nước lân cận ở vùng Trung
Đông Châu Á rồi tràn xuống các nước phía Nam cũng đã tìm ra cách làm bia với vị thơm ngon

đặc trưng của các vùng hoàn toàn khác nhau.
Ở Trung Quốc công nghệ sản xuất bia được ghi nhận trong các tài liệu cổ có từ những năm
2300 TCN. Trong thời gian này các nước La Mã, Hi Lạp cũng sản xuất được bia, cái tên bia là
“beer” xuất phát từ chữ “bibere” có nghĩa là uống trong tiếng La Tinh.
Mãi đến năm 1857, nhà khoa học người Pháp Luis Paster đã nghiên cứu và đi tới khẳng định:
nấm men là vi sinh vật duy nhất mà hoạt sống của chúng đã làm nên quá trình lên men bia.
Đề tài: Lên men bia Page 2
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Đến những năm cuối thế kỉ XIX, một số nhà khoa học Đức và Nga mới chứng minh được
rằng, nấm men tạo nên các enzyme và các enzyme này là những chất xúc tác sinh hóa đặc biệt để
chuyển nguyên liệu thành sản phẩm.
Từ năm 1867 đến năm 1875 công nghệ làm bia phát triển mạnh ở Cộng Hòa Zech và Slovakia
(Tiệp Khắc), Đức, Anh, Pháp, Thụy Điển, Italia, Nga, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha,… và đã có một
số nhà máy sản xuất bia ra đời, sản xuất theo hình thức công nghiệp và ngày nay nó đã duy trì và
phát triển thành nhiều hãng bia nổi tiếng trên thế giới như: Carsberg, Heneiken, Larser,…
Từ năm 1970 đến 1919 các thương gia người Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Anh, Pháp, Italia,…
đã giao du tới châu Mỹ và họ đã đem công nghệ làm bia tới lục địa này. Mỹ trở thành quốc gia
đứng đầu thế giới về cả chất lượng và số lượng.
Ngày 18/10/1919, một đạo luật có tên là Volstead ra đời cấm sản xuất và tiêu thụ các thức
uống có chứa Ancohol, lúc đó ngành công nghiệp sản xuất bia chựng lại, số lượng bia giảm
xuống. Mãi đến 5/12/1933 bản sửa đổi luật Volstead ra đời cho phép các khu vực tự ban hành và
quản lý sản xuất và tiêu thụ bia, lúc này công nghệ sản xuất bia mới phát triển mạnh mẽ trở lại.
Đến nay, bia đã sản xuất và tiêu thụ khắp thế giới và Mỹ vẫn là nước có tầm ảnh hưởng lớn
nhất về thói quen uống bia và tiêu thụ bia trên toàn thế giới.
3.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới và Việt Nam
3.1.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia trên thế giới
Hiện nay có trên 25 quốc gia năm 2003 sản xuất bia với sản lượng hơn 1 tỷ lít/năm, trong đó
Mỹ, cộng hòa liên bang Đức mỗi nước sản xuất trên dưới 1 tỷ lít/ năm. Bình quân đầu người
lượng bia uống trên thế giới hiện nay là 25 lít/năm.
Bảng 1. 21 nước có sản lượng bia nhiều nhất thế giới (năm 2005) (ĐVT: triệu hecto lít/năm)

Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng
Mỹ 250,67 Mehico 45,6 Hà Lan 22,4
CHLB Đức 102,12 CHDC Đức 40,6 Colombia 21,67
Anh 87,34 Tây Ban Nha 56,7 Nam Phi 19,3
Nhật 80,07 Canada 38,9 Bỉ 17,8
Nga 81,13 Cezh&Slovakia 39,89 Nam Tư 24,5
Braxin 67,9 Pháp 41,9 Ba Lan 32,2
Trung Quốc 78,98 Úc 30,2 Italia 76,8
Bảng 2. 19 nước tiêu thụ bia nhiều nhất thế giới (năm 2005) (ĐVT: lít/người/năm)
Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng Tên nước Sản lượng
CHLB Đức 146,6 Áo 118,5 CH Ailen 80,0
CHDC Đức 140,0 Úc 111,3 Thụy Sĩ 69,4
Đề tài: Lên men bia Page 3
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Cezh&Slovaki
a
133,4 Anh 100,1 Bungary 64,3
Đan Mạch 125,0 Hungary 99,4 Tây Ban Nha 62,0
Tân Tây Lan 123,5 Mỹ 90,8 Veneduela 60,0
Bỉ 119,9 Hà Lan 86,0
Lucxambua 119,3 Canada 83,0
3.2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ bia ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, nhiều nhà máy xí nghiệp bia lớn được đầu tư công nghệ tiên tiến
hiện đại. Cụ thể, công ty bia Hà Nội đã đầu tư hệ thống bồn lên men, lấp thêm 2 hệ thống máy
chiết chai và dây chuyền làm lon bia… hiện đại đưa năng suất từ 30 triệu lít/năm lên 50 triệu
lít/năm. Công ty bia Sài Gòn đầu tư công nghệ và thiết bị rất hiện đại đưa năng suất từ 77,6 triệu
lít/năm lên 166 triệu lít/năm. Các nhà máy bia BGI Tiền Giang, nhà máy bia Tiger, Heneiken…
Việt Nam đã và đang trên đà mở rộng quy mô sản xuất với công suất được nâng lên rất nhiều lần.
Ngoài những nhà máy có tên tuổi sản phẩm đạt chất lượng quốc tế như bia Sài Gòn, Hà Nội,
Tiger, Heneiken,… thì ở địa phương khắp trên cả nước đều có sản xuất bia với quy mô vừa và

nhỏ. Loại bia này gọi là bia địa phương, bia hơi,… đã ra đời trong bối cảnh hết sức thuận lợi và
nhu cầu về bia tăng nhanh khi cung còn quá thấp.
Tuy nhiên, các cơ sở nấu bia quy mô nhỏ đã gặp nhiều khó khăn do thiếu vốn, nguyên liệu…
nên dây chuyền công nghệ thường bị chấp vá, thiết bị máy móc không đồng bộ, dây chuyền công
nghệ có nhiều khâu còn bán thủ công, chưa tự động hóa hoàn toàn. Đây là nguyên nhân ít nhiều
làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Năm 2004 đã thống kê thì sản lượng bia nước ta cho thấy hàng năm đã tăng lên rất đều đặn,
đến năm 2004 đã tăng lên 784 triệu lít/năm.
II. PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
1. Sản phẩm trao đổi chất bậc 1: rượu etylic (C
2
H
5
OH) và CO
2

Quá trình lên men rượu bao gồm 11 giai đoạn (11 phản ứng):
Phản ứng 1: Glucose được phosphoryl hóa ở C
6
để cho sản phẩm glucose-6-P,
nguồn phosphate là ATP
Đề tài: Lên men bia Page 4
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Phản ứng xảy ra được là do sự xúc tác của hexokinase với sự có mặt bắt buộc của Mg
2+
.
Hexokinase không những xúc tác sự phosphoryl hóa glucose mà còn xúc tác sự phosphoryl hóa
các hexose khác như fructose, manose.
 Phản ứng 2: Chuyển hóa glucose-6-P thành fructose-6-P
Enzyme phosphohexose isomerase xúc tác sự chuyển hóa đồng phân glucose-6-P thành

fructose-6-P, biến một aldose thành một ketose.
 Phản ứng 3: Phosphoryl hóa fructose-6-P thành fructose1,6 biphosphate
 Phản ứng 4: Phân cắt Fructose 1,6 biphosphate
Fructose1,6 biphosphate bị phân cách thành 2 phân tử triozophosphat cụ thể là aldehit 3 –
phosphoglyxerinic và phosphodioxyaxeton. Phản ứng này được sự xác tác của enzim aldolase.
Đề tài: Lên men bia Page 5
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
 Phản ứng 5: Chuyển hóa nội phân tử triose phosphate
Chỉ một trong hai triose phosphate là aldose: 3-P glyceraldehyde tham gia tiếp vào quá
trình đường phân. Nhưng dihydroxyaceton-P có thể được chuyển hóa thành 3-P glyceraldehyde
nhờ triose phosphate isomerase.

 Phản ứng 6: Oxy hóa 3-P glyceraldehyde thành 1,3 biphosphoglycerate
Xúc tác cho phản ứng này là enzyme 3-P glyceraldehyde dehydrogenase, có coenzyme
NAD
+
, trong trung tâm hoạt động có nhóm –SH.
 Phản ứng 7: Trong phản ứng này gốc phosphate cao năng của 1,3 biphosphoglycerate
chuyển cho ADP để tạo ATP ( oxy hóa phosphoryl hóa mức cơ chất) và 3P glycerate
Đề tài: Lên men bia Page 6
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
 Phản ứng 8 : Chuyển hóa 3P glycerate thành 2P glycerate
(chuyển gốc P nội phân tử) nhờ enzyme phosphoglycerate mutase cần Mg2+ cho hoạt động
của nó. Đây là phản ứng thuận nghịch:

 Phản ứng 9: 2P glycerate bị loại nước để tạo thành phosphoenolpyruvate là phản ứng
thuận nghịch được xúc tác bởi enzyme enolase.
Đề tài: Lên men bia Page 7
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

 Phản ứng 10: Chuyển nhóm phosphate từ phosphoenolpyruvate đến ADP, phản ứng
được xúc tác bởi pyruvat kinase, để tạo ATP và pyruvate.
Pyruvat kinase bị kìm hãm bởi ATP, khi nồng độ ATP cao thì nó gây kìm hãm dị không gian.
Ở động vật có xương sống pyruvat kinase có ít nhất 3 isozyme, hơi khác nhau trong phân bố ở các
mô và trong việc đáp ứng đối với những chất điều hòa (modulator) .
Đề tài: Lên men bia Page 8
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
 Phản ứng 11: Chuyển hóa pyruvat thành rượu etylic:

Trong bước 1, pyruvate bị khử cacboxyl-hóa vốn được xúc tác bởi enzyme pyruvate
decarboxylase, enzyme này cần Mg
2+
và có coenzyme là TPP. Bước 2, acetaldehyde bị khử thành
ethanol với NADH+H
+
được tạo ra từ sự oxy hóa khử 3P glyceraldehyde.
2. Sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai (sản phẩm phụ):
Ngoài 2 sản phẩm chính là rượu etylic và khí cacbonic, trong quá trình lên men chính còn tạo
ra nhiều sản phẩm bậc hai hay còn gọi là sản phẩm phụ. Những sản phẩm này đều có vai trò quan
trọng trong việc hình thành hương và vị của bia, mặc dù vai trò đó có thể là tích cực và cũng có
thể là tiêu cực. Một số trong những sản phẩm bậc hai này là sản phẩm trung gian của quá trình
chuyển hóa đường thành rượu, còn một số khác là kết quả của những biến đổi hóa sinh phức tạp
của những cấu tử khác trong dịch đường khi chúng tham gia vào quá trình trao đổi năng lượng
trong tế bào nấm men.
a. Glyxerin:
Nếu gọi glyxerin là sản phẩm bậc hai của quá trình lên men thì điều đó là hoàn toàn đúng.
Nhưng nếu nói rằng glyxerin là sản phẩm chính thứ ba của quá trình trên thì cũng không sai. Ta
hãy nhớ lại ở sơ đồEmbden-Meyerhor. Ở phản ứng thứ tư, sau khi tạo thành phosphodioxyaxeton,
phản ứng có thể sẽ tiến triển theo chiều hướng khác nếu các yếu tố bên ngoài thay đổi . Từ hợp
chất này dưới sự xúc tác của coenzim NAD

+
sẽ tạo ra thành α-glyxerophosphat. Sau đó với sự có
mặt của photphataza,glyxerin và axit phosphoric được tạo thành. Theo Pasteur thì lượng glyxein
trong quá trình lên men có thể tích tụ đến 3 g/l.
Glyxerin là một cấu tử rất quý đối với bia, vì nó làm mềm vị và làm tăng thêm độ đậm đà cho
sản phẩm. Glyxerin cũng có thể thu nhận được bằng con đường đề amin của axit glutamic
b. Rượu bậc cao:
Ở trong bia chứa các loại rượu bậc cao như: propylic izopropylic, butylic, izobutylic, amylic,
izoamylic, và nhiều loại khác. Khối lượng của chúng dao động trong khoảng rộng từ 20 đến 95
Đề tài: Lên men bia Page 9
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
mg/l nhưng thông thường là khoảng 50 đến 60 mg/l . Ở điều kiện lên men nổi hàm lượng rượu
bậc cao lớn hơn lên men chìm do lên men ở nhiệt độ cao hơn. Trong các loại rượu bậc cao thì hàm
lượng izoamylic cao nhất.
Từng loại rượu bậc cao đều tạo cho bia có hương, vị riêng biệt nhưng nhìn chung đó không
phải là đặc trưng của bia mà chúng tạo cho khứu giác những cảm giác khó chiụ. Nói tóm lại các
loại rượu bậc cao gây ảnh hưỏng tiêu cực đến chất lượng cảm quan của bia.
Cơ chế tạo thành rượu bậc cao đến hiện nay chưa được giải thích thỏa đáng do đó ta không đề
cập đến nhiều.
c. Acid hữu cơ:
Axit hữu cơ là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình lên men rượu và quá trình trao đổi
sinh dưỡng nitơ trong tế bào nấm men. Chúng cũng là sản phẩm của sự đồng lên men do vi
khuẩn gây ra khi dịch đường houblon hoá bị nhiễm.
Axit lactic và axit xitric được tạo thành từ axit piruvic. Trong trường hợp này axit piruvic
không bị decacbonxyl mà là bị khử thành axit lactic. Hàm lượng trung bình của chúng trong bia là
khoảng 150-200mg/l. Nếu dịch lên men bị nhiễm khuẩn lactic thì hàm lượng của chúng tăng vọt
lên rất nhiều lần.
Một sản phẩm thương trực khác trong nhóm axit hữu cơ là axit susinic. Nó được tạo thành do
quá trình deamin axit glutamic hoặc qua phản ứng chuyển amin. Trong trường hợp thứ nhất, chất
nhận hydro là aldehit triozoglyxerinic, vì lẽ đó, song song với việc tạo thành axit susinic ta còn

nhận được glyxerin. Phương trình tổng hợp của các quá trình trên được biểu diễn như sau:
C
6
H
12
O
6
+ COOH-CH
2
-CHNH
2
-COOH + 2H
2
O = HOOC-CH
2
-CH
2
-COOH +
2C
3
H
8
O
3
+ NH
3
+ CO
2
Ở trường hợp thứ hai, axit glutamic bị deamin đến axit xetoglutaric, còn axit piruvic thì được
amin hoá đến alanin. Axit xetoglutanic bị decacbonxyl, và aldehit thu được tham gia ngay vào

phản ứng oxy hoá - khử với axetadehit. Kết quả của dãy quá trình này là ta nhận được axit susinic
và etanol:
COOH-CH
2
-CH
2
-CHNH
2
-COOH + CH
3
-CO-COOH = COOH-CH
2
-CH
2
-CO-COOH +
CH
3
CHNH
2
-COOH
COOH-CH
2
-CH
2
-CO-COOH
-CO
2 COOH-CH
2
-CH
2

-CHO
COOH-CH
2
-CH
2
-CHO + CH
3
CHO = COOH-CH
2
-CH
2
-COOH + C
2
H
5
OH.
Hàm lượng của axit susinic ở trong bia khoảng 60-70 mg/l.
Trong quá trình lên men chính, ngoài những axit trên đây còn tạo thành một số axit bay hơi
khác, chủ yếu là axit axetic và axit fomic. Axit axetic nhận được bằng con đường phân hoá
axetaldehit. Trong trường hợp này nó bị oxy hoá thành axit axetic, còn hydro của nước thì liên kết
Đề tài: Lên men bia Page 10
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
với phân tử aldehit thứ hai để tạo thành etanol. Hàm lượng trung bình của axit axetic ở trong bia
là khoảng 80-100mg/l còn axit fomic đến 30 mg/l.
d. Ester và aldehid:
Este là sản phẩm bậc hai không thường trực của quá trình lên men chính. Nó không phải là
sản phẩm tạo thành từ hoạt động sống của tế bào nấm men mà là kết quả của sự tương tác giữa
các sản phẩm bậc hai thường trực: este hoá các axit bay hơi và không bay hơi với các loại rượu
khác nhau. Chiếm khối lương nhiều nhất trong khối este là atyl axetat (15-20 mg/l ) chứa ít nhất
là izoetyl formiat (0,8 – 1 mg/l ), còn izoamin axetat thì chỉ có vết . Tổng lượng của chúng trong

bia dao động trong khoảng 30-80 mg/l. Với rượu etylic, axit cacbonic có thể tham gia phản ứng
để tạo thành các este mono và dietyncacbonat không bền vững.
Este có ý nghĩa quan trọng trong việc hình thành vòng thơm của bia. Tuy không phải là sản
phẩm bậc hai thường trực nhưng chúng được tạo thành chủ yếu ở giai đoạn lên men chính.Theo
số liệu của các tác giả người Mỹ thì hàm lượng của etylaxetat sau lên men chính là 18,6% mg/l,
còn trong bia thành phẩm là 25mg/l. Ở điều kiện len men nổi lượng este tạo thành nhiều hơn so
với lên men chìm. Trong cùng một điều kiện, nấm men nổi tạo ra nhiều este hơn nấm men chìm.
Aldehid là sản phẩm bậc hai thường trực của quá trình trao đổi chất nấm men, và cũng có thể
được tạo thành qua con đường oxy hoá các loài rượu. Chiếm nhiều nhất trong bia thì có
axetaldehid, hàm lượng của nó, là 5-7 gm/l. Tổng lượng andehid trong bia dao động từ 9 đến 10
mg/l. Ở điều kịên yếm khí,lượng andehid tạo ra ít hơn so với ở điều kiện hiếu khí.
Ở mức độ vừa phải (10-15 mg/l), andehid làm tăng hương cho bia, nhưng nếu cao quá thì vai
trò của nó lại trở thành tiêu cực.
Trong giai đoạn lên men phụ hàm lượng andehid của bia giảm đi rất nhiều.
e. Axetoin, diaxetyl và 2,3 – butandiol:
Ba hợp chất này thu nhận đươc ở chủ yếu giai đoạn lên men chính và là do kết quả của các
quá trình hoạt động sống của tế bào nấm men. Chúng là sản phẩm bậc hai thường trực của các quá
trình lên men yếm khí và hiếu khí. Trong ba hợp chất này thì nguy hiểm nhất đến hương và vị của
bia là diaxetyl. Diaxetyl không màu đến vàng nhạt, có mùi hôi cực mạnh và vị đắng gắt rất khó
chịu, tác động rất mạnh đến hệ thần kinh con người. Chỉ số chất lượng N
0
=
1cho tất cả các loại bia
được bán ra thị trường được Công ước bia châu Âu quy định là “hàm lượng diaxetyl không được
vượt quá 0,2 mg/l.
Nếu xem axit piruvic là điểm xuất phát thì diễn biến tạo thành ba hợp chất này có thể biễu
diễn như sau:
CH
3
–CO –COOH

decacboxyl hoá
CH
3
–CHO + CO
2
CH
3
–CHO + CH
3
–CHO CH
3
–CO –CHOH –CH
3
Axetoin
Đề tài: Lên men bia Page 11
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

CH
3
–CHOH –CHOH –CH
3

khử (+H
2
)

CH
3
CO –CHOH –CH
3

2,3_butadiol
oxyhoá (-H
2
)
axetoin
CH
3
–CO –CHOH –CH
oxyhoá (-H
2
)
CH
3
–CO –CO –CH
3
Axetoin
khử (+H
2
)
Diaxetyl
Trong quá trình lên men chính lượng diaxetyl tạo thành khoảng 0.35 - 0.55 mg/l. Trong thời
gian tàn trữ chúng bị khử và hàm lượng giảm xuống dưới mức cho phép. Thời gian cần thiết cho
quá trình khử này ít nhất là 3 tuần ở các hệ thống lên men cổ điển. Quá trình khử diaxetyl là một
trong những chỉ tiêu hàng đầu để xem xét là quá trình tàng trữ đã đạt hay chưa đạt.
f. Hydro sunfua (SH
2
) và mercaptan:
Nguồn gốc tạo thành các hợp chất này là các hợp chất chứa gốc sunfat,sunfit và các amin chứa
lưu huỳnh ở trong dịch đường. Ở thời điềm lên men chính và đặc biệt là ở giai đoạn lên men phụ
và tàng trữ bia non, điều kiện tạo ra khá thuận lợi cho quá trình khử các nhóm disunfit (-S-S-)

thành các nhóm sunfơhidryl (-SH). Khi đó là cơ hội cho sự tao thành các sản phẩm bậc hai không
thường trực nói trên.
Hydro sunfua và mercaptan là những hợp chất đặc biệt có hại đối với hình thơm và vị của bia.
Theo số liệu của nhiều chuyên gia thì hàm lượng của chúng có thể lên tới 0,5-0,9 mg/l. Nếu dịch
đường houblon háo chứa nhiều cặn, hàm lượng của chúng có thể cao hơn. Hiện tượng tự phân của
nấm men cũng là một nguyên nhân làm tăng các hợp chất này.
III. VI SINH VẬT TẠO SẢN PHẨM
Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, 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 loài nấm men có khả năng
lên men rượu. Từ lâu người ta đã biết sử dụng nấm men 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 nấm men còn được sử dụng để sản xuất protein. Ngoài
ra nấm men còn được sử dụng trong công nghệ sản xuất bánh mì. Tuy nhiên, cũng có nhiều loại
nấm men có hại, gây bệnh cho người và gia súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm.
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 (các acid amin, peptit), vitamin và các nguyên tố vi lượng…qua màng tế
bào. Sau đó, hàng loạt các phản ứng sinh hóa mà đặc trưng là quá trình trao đổi chất để chuyển
hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men
được tiến hành.
Dựa vào đặc tính công nghệ ta phân làm hai loại: nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae) và
nấm men chìm (Saccharomyces carlsbergensis) giữa chúng có sự khác nhau cơ bản sau:
Đề tài: Lên men bia Page 12
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
• Về đặc tính hình thái:
Nấm men chìm: Hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chội đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi. Hình
dạng chủ yếu là hình cầu.
Nấm men nổi: tế bào nấm men mẹ và con sau nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành như
chuỗi các tế bào nấm men, hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan có kích thước là 7-10
Micromet.

• Về đặc tính sinh lí:
Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men các loại đường
trisacarit, ví dụ raffinoza. Trong nấm men chìm có enzym có thể sử dụng hoàn toàn đường
raffinoza trong khi đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường sacaroza.
Ngoài ra chúng còn khác nhau về khả năng hô hấp, khả năng trao đổi chất khi lên men và khả
năng hình thành bào tử. Quá trình trao đổi chất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình
lên men, còn của nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinh khối nấm men nổi
thu được nhiều hơn nấm men chìm.
Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp hơn nấm men nổi. Khả năng tạo bào tử của nấm men
chìm lâu hơn và hạn chế hơn nấm men nổi.
• Về công nghệ lên men:
Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men. Nấm men
nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên men chính, trong khi đó nấm men chìm lắng
xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính.
Nấm men chìm còn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng kết lắng của nó là nấm men bụi và nấm
men kết bông. Nấm men bụi là loài nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết
thúc lên men chính. Nấm men kết bông là loài nấm men có thể kết dính với nhau trong thời gian
ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bông lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết
bị. Còn loài nấm men nổi không có khả năng này.
Nấm men chìm kết bông rất có ý nghĩa quan trọng trong thực tế sản xuất bia, làm cho bia
nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men bụi và nấm men nổi.
Ngoài ra nhiệt độ lên men của mỗi chủng cũng khác nhau. Nấm men chìm có thể lên men 4 -
12
0
C, nấm men nổi là 14 - 25
0
C.
Từ năm 1984, nhà phân loại học nấm men người Hà Lan, Kreger-Van-Rij đã xếp nấm men
nổi và nấm men chìm vào cùng một loài với tên gọi là Saccharomyces cerevisiae.
IV. PHÂN LOẠI VI SINH VẬT

- Giới (regnum): Fungi
- Ngành (phylum): Ascomycota
- Phân ngành (subphylum): Saccharomycotina
- Lớp (class): Saccharomycetes
- Bộ (ordo): Saccharomycetales
- Họ (familia): Saccharomycetaceae
- Chi (genus): Saccharomyces
- Loài(species): Saccharomyces carevisiae
Đề tài: Lên men bia Page 13
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
V. CƠ SỞ HÓA SINH CỦA QUÁ TRÌNH TẠO SẢN PHẨM
Đường hóa các nguyên liệu chứa tinh bột thành dịch lên men (có chứa đường và các chất hòa
tan khác từ các nguyên liệu), sau đó dịch lên men được lên men nhờ nấm men trong điều kiện
yếm khí tạo thành bia (dung dịch có chứa C
2
H
5
OH).
Đường lên men sẽ chuyển hóa theo chu trình đường phân để tạo thành acid pyruvic rồi tiếp
tục chuyển hóa thành ethanol và khí carbon dioxide.
VI. PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
C
6
H
12
O
6
C
2
H

5
OH + 2CO
2
+ 112,86 KJ
1Kg 0,51kg 0,49kg 627KJ
VII. NGUYÊN LIỆU
 Các nguyên liệu chính để sản xuất bia:
• Malt đại mạch
• Hoa houblon
• Nước
• Nấm men bia
• Các chất phụ gia
Bên cạnh Malt đại mạch ta có thể dùng thêm các nguyên liệu phụ như bột mì, bột gạo, bột
ngô,…
Trên thế giới bia được sản xuất theo công thức chung sau :
BIA = MALT ĐẠI MẠCH + HOUBLON + NƯỚC
1. Nước :
Trong sản xuất bia nước là một nguyên liệu không thể thiếu được, chiếm khoảng (77-99)%
trong bia thành phần. Để sản xuất 1 lít bia cần phải tiêu tốn khoảng 25 lít nước .Trên dây chuyền
công nghệ chính, nước dùng trong quá trình nấu, pha loãng dung dịch đường để lên men, thậm chí
nước còn là 1 chất tải lạnh trung gian có nhiều tính ưu việt cung cấp cho quá trình làm lạnh dịch
lên men, cũng như các quá trình lên men… Nước đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành vị
của sản phẩm, nước dùng để uống, vì thế nước trở thành thành phần chính của dây truyền sản xuất
bia.
Nước dùng trong công nghệ sản xuất bia đòi hỏi phải đạt được chỉ tiêu chất lượng quan trọng
như :độ cứng, độ pH, hàm lượng khoáng chất và chỉ tiêu về vi sinh…
Nước dùng trong công nghệ sản xuất bia luôn phải được kiểm tra trước khi đưa vào sử dụng,
nếu nước không đạt chất lượng nó là nguyên nhân gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng
sản phẩm.
Nước dùng cho sản xuất bia tốt nhất là nước rất mềm hoặc ít ra nước mềm, thích hợp nhất là

có độ cứng tạm thời ≤ 0,7 mg đương lượng/lít.
Đề tài: Lên men bia Page 14
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Nước dùng trong công nghệ sản xuất bia trước khi đưa vào sử dụng phải qua thiết bị xử lý
nước riêng của nhà máy và được tiệt trùng, đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng.
Nước dùng trong sản xuất bia phải đạt các chỉ tiêu sau:
- Màu sắc: trong
- Mùi: không mùi,vị lạ, không chứa các chất gây mùi khó chịu như H
2
S, Cl
2
, NH
3
, …
- Độ cứng vĩnh cửu: 0,4 – 0,7 mg đương lượng/lít.
- Độ pH: 6,5 – 7
- Hàm lượng muối Ca: < 100mg/l
- Độ cứng, mềm: (4 -8
0
Đ), độ cứng trung bình (8-12
0
Đ)
- Hàm lượng muối Mg: <80mg/l
- Hàm lượng muối Cl: <75 – 150 mg/l.
- Hàm lượng CaSO
4
: 150 – 200 mg/l
- Các kim loại nặng: không có
- Vi sinh vật: < 100 tế bào/ml
- Vi sinh vật gây bệnh: không có

2. Malt đại mạch
Đại mạch là một loại ngũ cốc, được chia làm hai nhóm: đại mạch mùa đông (gieo hạt mùa
đông, thu hoạch vào mùa hè) và đại mạch mùa xuân (gieo hạt vào mùa xuân, thu hoạch vào mùa
thu). Chu kỳ sinh trưởng của đại mạch thông thường từ 100 ngày đến 120 ngày.
Hạt đại mạch được cấu tạo từ ba bộ phận chính: vỏ, nội nhủ, phôi. Trọng lượng trung bình của
hạt đại mạch khoảng từ (40-50)g/1000 hạt, kích thước hạt tương đối nhỏ, nó có hình dạng gần
giống như hạt lúa.
Malt đại mạch là nguyên liệu chính để sản xuất bia, malt là sản phẩm được sản xuất từ hạt đại
mạch, khi cho hạt đại mạch nảy mầm trong những điều kiện nhân tạo, sau đó loại bỏ mầm sấy khô
sẽ thu được đại mạch, sau đó bảo quản.
Qua quá trình nảy mầm một lượng lớn enzyme xuất hiện và tích tụ trong hạt đại mạch nảy
mầm. Trong đó chủ yếu là enzyme amilaza, proteaza, và một số enzyme khác, những enzyme này
rất hữu ích bởi vì nó tham gia vào xúc tác sinh học trong quá trình sản xuất bia. Chất lượng malt
được quyết định bởi các giống đại mạch, các loại malt đại mạch khác nhau sẽ cho chất lượng bia
khác nhau. Malt được dùng trong sản xuất bia là loại malt được sản xuất từ các đại mạch hạt to,
vỏ mỏng, hàm lượng protein thấp, độ hòa tan cao không gây khó khăn trong quá trình xử lý. Quá
Đề tài: Lên men bia Page 15
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
trình đường hóa cũng như lọc bã làm cho bia có độ trong cao, bảo quản được lâu. Các enzyme
trong malt đại mạch là những nhân tố thực hiện việc chuyển hóa các chất trong thành phần hạt đại
mạch (tinh bột “polyglycoza”, protein, cenluloza,… ) thành nguyên liệu mà nấm men có thể sử
dụng được để tạo ra bia (các loại đường, các acid amin tự do, các vitamin, chất khoáng đa vi
lượng,… ).

Sơ đồ quy trình sản xuất malt đại mạch từ hạt đại mạch
Malt phải luôn được giữ trong khô ráo thoáng mát để phòng chuột, mối và các loại côn trùng
phá hoại. Thường xuyên đạo trộn malt và thổi không khí khô vào kho, nhiệt độ bảo quản malt nhỏ
hơn hoặc bằng 30
0
C để tránh sự hoạt động của men và vi sinh vật làm tiêu hao các chất dinh

dưỡng trong malt, làm giảm chất lượng malt, đồng thời đảm bảo hoạt lực của các hệ men nhất là
amilaza và proteaza.
Các thông số kỹ thuật của malt dùng sản xuất bia
Các chỉ tiêu kỹ thuật Giá trị phải đạt được
Màu sắc
Malt vàng phải có màu vàng rơm, sáng. Malt đen phải có màu hơi
sẫm hơn, kích thước và hình dạng phải gần giống như hạt đại mạch
không biến dạng màu vỏ sáng.
Đề tài: Lên men bia Page 16
Nguyên liệu ban đầu
Ngũ cốc, malt đại
mạch,…
Nảy mầm hạt đại malt
Phun nước với W = (40 – 49)%
t= (13 – 23)
0
C
τ=2-3 ngày
Bảo quản malt
Loại bỏ mầm
Sấy hạt mầm malt
Thời gian τ=3-4 ngày
Ẩm còn lại W=(3-4)%
t=(13-23)
0
C
τ=2-3 ngày
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Mùi
Malt phải có mùi đặc trưng (giống như mùi rạ tươi) không có mùi

mốc, chua, úng hoặc xuất hiện mùi lạ,…
Vị Nhai thử có vị ngọt nhẹ, không có vị đắng có chịu
Độ tinh khiết
Không lẫn tạp chất, sạn, rơm rác, tạp chất lạ. Nếu có thì mức độ cho
phép phải nhỏ hơn 1%.
Độ cứng Hạt cần phải xốp, dòn, không chai cứng
Độ thủy tinh Hạt xốp, không có độ thủy tinh lớp ngoài hay tâm hạt.
Khả năng nẩy mầm
Hạt không còn nẩy mầm trong điều kiện vô trùng, nếu có thì mức
độ cho phép < 5%.
Độ ẩm
Nhỏ hơn 5%, vì nếu độ ẩm quá lớn thì xay ra không mịn và dính
vào rulô làm hư máy móc thiết bị,
Chỉ tiêu qua màng ray
90% trên sàng có kích thước lỗ 2,5mm, 99% trên sàng có kích
thước lỗ 2,2mm
Trọng lượng hạt Xấp xỉ từ (40-45)g/1000 hạt
Dung trọng Từ (500-530)g/lít
Hoạt lực của malt Từ (280-350) độ Windish Kolbach
Độ hòa tan Khoảng (76-78)%
Tỉ lệ nghiền mịn/thô Khoảng 2,5
Thời gian đường hóa Khoảng từ (10-20) phút ở 70
0
C
3. Hoa houblon (Hoa bia)

Sau malt đại mạch và nước thì hoa houblon là nguyên liệu chính thứ 3 không thể thiếu được
trong công nghệ sản xuất bia, là nhân tố góp phần quan trọng tạo ra mùi vị đặc trưng của bia (mùi
Đề tài: Lên men bia Page 17
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

thêm thơm dễ chịu, có vị đắng chát nhẹ) tạo màu vàng cho bia, tạo bọt và giữ bền độ bọt, ngoài ra
hoa houblon còn được sử dụng như một chất bảo quản cho bia (sát trùng, tăng tính ổn định cho
các thành phần bia,… ), làm trong bia do tạo được kết tủa protein (albumine) khi chúng chưa
được thủy phân hết.
3.1 Chất đắng
Chất đắng là thành phần chủ yếu và đặc trưng nhất của houblon, được chia thành hai nhóm:
Acid đắng (Humulong – C
21
H
30
O
5
) và nhựa đắng (do quá trình biến đổi acid đắng tạo ra). Trung
bình trong hoa houblon chứa từ (16-19)% chất đắng, trong đó acid đắng chiếm từ (9-11)%, nhựa
đắng chiếm từ (7-8)%.
3.2. Tinh dầu
Có dạng nước trong vàng sáng và mùi thơm rất mạnh, khi đun sôi đa phần tinh dầu bay hơi và
thành phần, tính chất tinh dầu sẽ bị thay đổi. Sản phẩm tạo thành cùng phần bay hơi của tinh dầu
tạo ra mùi thơm dễ chịu đặc trưng riêng cho bia.
3.3. Chất chát (Tanin hay polyphenol – C
25
H
24
O
4
)
Có khả năng làm kết tủa và tăng tính ổn định của bia. Mặt khác nó cũng làm giảm một lượng
đáng kể protid khác (chưa được thủy phân thành acid amin, protid bền vững), vì vậy nó làm giảm
khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia. Thông thường trong bia còn chứa khoảng (0,012-0,02)%
tanin.

Bảo quản hoa houblon ở kho lạnh khô và tối, nhiệt độ bảo quản dao động trong khoảng
(-2 - 0,5)
0
C. Nhiệt độ cao, không khí ẩm và ánh sáng mặt trời sẽ làm giảm chất lượng của hoa
houblon, vì vậy khi bảo quản nên tránh những tác nhân này. Giữ môi trường bảo quản khô ráo và
độ ẩm từ (8 – 10)% là tốt nhất, khi bảo quản nên xếp houblon trên những giá đỡ nhiều tầng.
4. Nấm men bia
Trong công nghệ sản xuất bia, để chuyển dịch men hay còn gọi là nước nha được điều chế từ
các nguyên liệu chính (nước – malt đại mạch – hoa houblon) thành bia thì phải có tác nhân làm
chuyển hóa cả chất lẫn lượng của quá trình đó và tác nhân đó chính là nấm men, vì vậy nấm men
là tác nhân không thể thiếu được trong công nghệ sản xuất bia.
Nấm men sử dụng trong công nghệ sản xuất bia là loại vi sinh vật đơn bào thuộc giống
saccharomyces, nó có kích thước trung bình của tế bào từ (6 – 9) µm. Sinh sản dưới hình thức nảy
chồi và phân cắt, đây là hình thức sinh sản vô tính. Nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng
nằm trong khoảng từ (25 – 30)
0
C và ngừng hoạt động trên 40
0
C, cũng có thể chết ở nhiệt độ này.
Khác với các sinh vật kỵ khí bắt buộc phải sống trong môi trường hoàn toàn không có oxy
(O
2
), hoặc vi sinh vật hiếu khí bắt buộc phải sống trong môi trường có O
2
, nấm men bia có thể
phát triển trong môi trường có O
2
lẫn môi trường không có O
2
. Nấm men đóng vai trò quyết định

Đề tài: Lên men bia Page 18
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
trong sản xuất bia, vì quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men chính là quá trình chuyển hóa
nguyên liệu dịch men thành sản phẩm.
Căn cứ vào tính chất, công nghệ sản xuất bia, thể hiện qua quá trình lên men bia có thể chia
nấm men bia thành hai loại: Nấm men nổi (Saccharomyces cerevisiae) và nấm men chìm
(Saccharomyces carlsbergensis).
4.1. Loài Saccharomyces cerevisiae
Đây là nấm men nổi, nghĩa là trong quá trình lên men nó nổi lơ lửng trong dịch lên men và tập
trung ở bề mặt của dịch lên men (nước nha). Nhiệt độ để sinh trưởng và phát triển tạo sinh khối
tốt nhất là từ (12- 13)
0
C tương đối cao.
 Ưu điểm:
Bề mặt tiếp xúc của tế bào nấm men với dịch lên men (cơ chất) rất rộng lớn, như vậy nó làm
tăng tốc độ sinh trưởngvà sinh khối, rút ngắn thời gian lên men
Đối với loài Saccharomyces cerevisiae: có thể ứng dụng cho công nghệ lên men liên tục (công
nghệ lên men hiện đại).
Hiện nay các nước ở châu Âu như Đan Mạch, Đức,… sử dụng loài này trong công nghệ sản
xuất bia. Vì nó rút ngắn thời gian sản xuất bia.
 Nhược điểm:
Khi sử dụng nấm men nổi, đòi hỏi thiết bị kèm theo biện pháp lọc cẩn thận mới có sản phẩm
trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vỡn trong dịch men ngay cả thời kì lên men phụ.
Đối với công nghệ lên men liên tục, thông thường người ta dùng thiết bị lọc hay thiết bị phân
riêng là menbrane, như vậy sản phẩm cho quá trình lên men phụ đạt chất lượng tốt, nhưng giá
thành đầu vào thiết bị công nghệ sản xuất bia rất lớn.
Đề tài: Lên men bia Page 19
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
4.2. Loài Saccharomyces carlsbergensis
Đây là loại nấm men chìm, nghĩa là trong quá trình lên men nó nằm ở phần đáy tạo thành một

lớp của thiết bị lên men, nhiệt độ sinh trưởng và phát triển tạo sinh khối tốt nhất của loài này là từ
(6 – 7)
0
C tương đối thấp so với nấm men nổi.
 Ưu điểm:
Nó có khả năng đặc biệt kết dính vào nhau thành từng chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên
men thành lớp chặt, thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó là men giống cho đợt sản xuất tiếp
theo.
Vì nó có tính chất trên do đó quá trình lọc, phần riêng để có sản phẩm tốt dễ dàng hơn nhiều
so với nấm men nổi, không cần thiết bị lọc, phân riêng menbrane.
 Nhược điểm:
Do tính chất kết dính tạo thành lớp ở dưới đáy thiết bị lên men mà bề mặt tiếp xúc của nó với
cơ chất (dịch lên men) bị hạn chế, khả năng tiêu hao cơ chất tạo thành sản phẩm chậm vì vậy kéo
dài thời gian lên men.
Quá trình sinh tổng hợp các chất của nấm men được thực hiện cục bộ trong dịch lên men, vì
vậy nó chịu ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh và áp suất do sự chênh lệch gradien nồng độ tạo ra,
ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của loại nấm men này.
 Biện pháp khắc phục:
Để khắc phục những nhược điểm trên, người ta thiết kế chế tạo thiết bị lên men có cánh
khuấy, với tốc độ khuấy thích hợp và đây cũng là biện pháp khắc phục tối ưu nhất.
Đối với lên men chìm ta không thể áp dụng cho công nghệ sản xuất bia hiện đại được. Nấm
men bia đối với cả hai loài nấm men chìm và nấm men nổi ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40
0
C
và nó chết dần ở nhiệt độ này, nhưng chúng lại chịu được nhiệt độ thấp rất tốt, thậm chí ở nhiệt
độ -180
0
C (nhiệt độ không khí hoặc nitơ lỏng) chúng vẫn còn sống.
Đề tài: Lên men bia Page 20
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương

Tuy nhiên ở đây ta sử dụng nấm men Saccharomyces carlsbergensis để sản xuất. Giống này
có nguồn gốc từ nước ngoài, đã được huấn luyện thích ứng lên men chìm ở nhiệt độ tương đối cao
15 – 16
0
C nhằm rút ngắn thời gian lên men, phù hợp với các yêu cầu công nghệ.
- Yêu cầu kỹ thuật đối với giống nấm men để sản xuất bia:
+ Nấm men bia phải được nhân giống từ chủng thuần khiết và một đời men giống có thể
sử dụng được 6 – 10 chu kỳ lên men.
+ Giống nấm men phải thích ứng được với những điều kiện như: nhiệt độ, pH, thành phần
môi trường… Trong sản xuất phải được huấn luyện để chúng thích ứng.
+ Số lượng men giống ít nhất phải đạt từ 8 – 10.10
6
tế bào/1cm
3
khi cho vào để lên men
dịch đường.
4.3. Hệ enzyme của tế bào nấm men
Nấm men là tác nhân cung cấp phức hệ enzyme “Zimaza” để gây men dịch lên men.
Sự trao đổi chất ở nấm có vai trò chủ đạo trong việc hình thành nên sản phẩm chính cũng như
sản phẩm phụ của quá trình lên men. Nói cách khác, toàn bộ tính chất đặc trưng của bia đều được
hình thành thông qua sự trao đổi chất của vi sinh vật này.
Nấm men có chứa tất cả bộ enzyme, coenzyme và các hệ enzyme oxy hóa-khử cần thiết để
chuyển hóa các đường ở trong dịch lên men. Qua con đường trao đổi chất của mình nấm men
không những tạo cho bia có mùi, vị và độ bền vững cần thiết mà còn tạo ra hương thơm tương
ứng cho bia. Hình thơm đặc trưng của bia chủ yếu là do sản phẩm phụ như: aldehit, rượu cao…
gây ra, thành phần sản phẩm phụ này phụ thuộc loại nấm men, điều kiện lên men và thành phần
môi trường.
Hệ enzyme của nấm men là hệ enzyme nội bào, nghĩa là những enzyme đó tiến hành xúc tác ở
bên trong tế bào. Như vậy sự phân ly đường sẽ xảy ra ở bên trong tế bào của nấm men, còn bia,
rượu, CO

2
được tạo thành đi ra ngoài tế bào và tích tụ ở môi trường.
Phức hệ enzyme của nấm men cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp sinh khối nó thuộc các
nhóm enzyme sau:
• Nhóm enzyme kinaza như: Glucokinaza, Phosphofructokinaza, Phosphoglyxeratkinaza,
pyruvatkynaza,… nhóm enzyme này chủ yếu là vận chuyển các gốc tới cho quá trình phản
ứng.
• Nhóm enzyme izomeraza như: Glucozaphosphatizomeraza, aldolaza,… nhóm enzyme này
chủ yếu là thay đổi đồng phân của cơ chất.
• Nhóm enzyme mutaza như: phospholyxeratmutaza,… chủ yếu làm chức năng hoán vị các
nhóm chức trong phân tử của cơ chất.
Đề tài: Lên men bia Page 21
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
• Nhóm enzyme dehydrogenaza như: NAD, NADP, FAD,… chính là enzyme oxy hóa-khử
thma gia trong quá trình chuyển hóa đường thành rượu, bia. Trong đó enzyme có tầm quan
trọng nhất là alcodehydrogenaza để chuyển hóa sản phẩm cuối cùng axetaldehyt thành bia,
rượu.
• Nhóm enzyme proteaza, lipaza và một số các enzyme khác tham gia trong quá trình thủy
phân cũng có mặt trong tế bào nấm men.
4.4. Chu kỳ sinh trưởng của nấm men
Trong điều kiện bình thường, nấm men bia sinh sản theo hình thức nẩy chồi, khi gặp điều kiện
không bình thường chúng có thể sinh sản theo hình thức tạo bạo tử. Quá trình sinh sản nấm men
bia chia làm năm giai đoạn.
a) Giai đoạn tiền phát
Giai đoạn này tế bào nấm men làm quen với tế bào sống, sinh khối chưa tăng, thành phần
môi trường không thay đổi và nếu có thì xem như đáng kể.
b) Giai đoạn logarit
Giai đoạn này nấm men phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi
mạnh về thành phần môi trường, nước nha chuyển hóa thành bia gần hết.
c) Giai đoạn tăng sinh chậm

Tốc độ sinh trưởng của tế bào tăng chậm dần, sinh khối tăng không đáng kể. Các thành
phần của nước nha còn ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều, số tế bào nẩy chồi rất
thưa thớt, số tế bào chết tăng rõ rệt.
d) Giai đoạn ổn định
Giai đoạn ổn định bắt đầu khi số lượng của tế bào nấm men trong dịch lên men tuyệt đối
không tăng lên nữa. Lúc này, tốc độ sinh trưởng của tế bào bằng với tốc độ tử vong của
chúng.
e) Giai đoạn chết
Tốc độ chết của tế bào vượt lên trên tốc độ sinh sản, tổng lượng sinh khối giảm do hiện
tượng tự phân của tế bào nấm men.
Nấm men bia được sử dụng từ men bia thuần chủng (dưới dạng men khô) qua hệ thống
nhân giống trung gian trước khi dùng một lượng lớn cho sản xuất, hoặc cũng có thể tái sử
dụng lại nấm men sau khi đã lên men mẻ trước, xử lý để dùng cho mẻ sau.
Hiện nay thông thường một đời men giống được sử dụng từ (6-10) chu kỳ lên men.
Đề tài: Lên men bia Page 22
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
Sơ đồ nhân giống và thu hồi nấm men
Cho dù theo hình thức lên men nào đi chăng nữa thì nấm men cho vào dung dịch lên men để
lên men đều phải đạt từ (10-12) triệu tế bào/1mml dịch lên men giống.
5. Các nhóm chất phụ gia
Chất phụ gia là các chất được sử dụng dưới dạng các nguyên liệu phụ nhằm đạt được các yêu
cầu kỹ thuật cần thiết trong các quá trình của công nghệ sản xuất bia, góp phần nâng cao độ bền
hóa lí, sinh học của bia.
Các chất phụ gia trong công nghiệp sản xuất bia có thể phân ra thành các nhóm chính sau đây:
a) Nhóm các chất phụ gia dùng để xử lý nguyên liệu dùng để sản xuất bia.
Nhóm này dùng làm mềm nước phục vụ cho sản xuất bia, nồi hơi và xử lý làm vệ sinh trong
các thiết bị máy móc dây chuyền công nghệ, các chất phụ gia của nhóm này hiện nay thường
dùng nhất là Phèn nhôm Al
2
(SO

4
)
3
.16H
2
O, Natrisunfat Na
2
SO
4
, Natrisunfit Na
2
SO
3
,
Canxihydroxyt Ca(OH)
2
, than hoạt tính, các polyme hữu cơ hoạt tính, các chất hữu cơ có tích điện
dùng trong kỹ thuật rửa giải xử lý làm mềm nước bằng các cột trao đổi ion (Cation), bằng phương
pháp điện ly,…
b) Nhóm chất sát trùng và điều chỉnh độ pH của nước, dịch đường
Nhóm này thường dùng các loại hóa chất như: dung dịch Cl
2
, axit sunfuaric H
2
SO
4
, axit lactic
CH
3
-CHOH-COOH,…

Đề tài: Lên men bia Page 23
Men giống Nhân giống trung gian
Sinh khối dịch lên
men mẻ trước
Tách nấm men
Nấm men thu hồi
Xử lý làm sạch
Lên men mẻ sau
Nấm men
Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
c) Nhóm chất sát trùng, tẩy rửa, vệ sinh đường ống và thiết bị
Nhóm chất này thường dùng các hóa chất axit clohydric HCl, natrihydroxit NaOH, nước clo
(Javen),…
d) Nhóm chất dùng trong thu hồi khí cacbonicCO
2
Hiện nay, trong quá trình thu hồi khí CO
2
các hóa chất thường dùng trong quá trình này là
than hoạt tính, H
2
SO
4
, KMnO
4
, canxiclorua khan CaCl
2
.2H
2
O,…
e) Nhóm chất chống oxy hóa cho bia

Nhóm này sử dụng các chất dễ bị oxy hóa như: axit ascorbic, nước oxy già H
2
O
2
, những chất
có tính tan trong nước nhưng có khả năng chống oxy hóa.
f) Nhóm chất các chế phẩm enzyme dùng trong đường hóa và lên men
Nhóm này thường dùng các chế phẩm enzyme amilase cho đường hóa, nhất là trong trường
hợp sử dụng nhiều thế liệu và malt chất lượng kém. Trong quá trình lên men cũng có thể cho thêm
các chế phẩm enzyme vào dịch lên men nhằm đẩy nhanh quá trình lên men và độ chín sinh học
của bia.
g) Nhóm hóa chất dùng ở phòng thí nghiệm và ở các bộ phận khác
Như quá trình làm lạnh thường dùng các môi chất lạnh amoniac NH
3
, các loại Freon R22,
R502,… các chất tải lạnh trung gian như: alcohol, glycol,nước muối, nước,…
h) Nhóm các chất cần thiết cho việc xử lý nấm men thu hồi và phân lập, nuôi cấy nấm men,
nhân giống trung gian.
i) Nhóm chất trợ lọc, lọc làm trong bia sau khi lên men
Nhóm này thường dùng R200, R500, R700, hoặc các bột trợ lọc kizelgua, diatomit, bentonit,
nhựa PVPP,…
Nói chung đối với các chất phụ gia bất kỳ thuộc nhóm nào đi cchăng nữa thì khi dùng cần
phải tuân theo sự nghiêm ngặt của quy trình công nghệ, phải sử dụng đúng liều lượng.
6. Nguyên liệu có thể thay thế
Malt đại mạch là nguyên liệu truyền thống không thể thiếu đối với việc sản xuất bia. Tuy
nhiên có thể sử dụng các nguyên liệu phụ thay thế một phần cho nguyên liệu chính malt đại mạch.
Các nguyên liệu phụ có thể dùng như: bột mì, bột gạo,… tỉ lệ giữa malt đại mạch và nguyên liệu
thay thế thích hợp, tùy theo từng công nghệ nhà máy sản xuất bia. Mục đích sử dụng nguyên liệu
thay thế là:
Đề tài: Lên men bia Page 24

Công nghệ lên men GVHD: TS. Nguyễn Hoài Hương
- Giảm được giá thành sản phẩm, sản phẩm làm ra có giá thành phù hợp thuận lợi cho việc
cạnh tranh thương mại.
- Cải thiện mùi vị của bia, mùi vị đa dạng hơn so với chỉ dùng một loại nguyên liệu.
- Bảo quản bia được lâu hơn.
Nếu dùng các nguyên liệu phù hợp này ở dạng không nẩy mầm thì có thể nâng cao tỉ lệ
nguyên liệu phụ. Hiện nay, một số nước đã đưa tỉ lệ này đến mức rất cao và còn có thể đưa thêm
cao được nữa. Chẳng hạn, Nhật Bản 40%, Mỹ, Australia… đã đưa tỉ lệ lên tới từ (40-50)%,
nguyên liệu thay thế cho malt đại mạch trong sản xuất bia có thể chia làm hai nhóm: nhóm dạng
hạt và nhóm dạng đường.
6.1. Nguyên liệu có thể thay thế dạng hạt
Chủ yếu là tiểu mạch, thóc (hoặc gạo) và ngô, các loại này được sử dụng ở trạng thái chưa ươn
mầm và đưa vào chế biến dưới dạng bột nghiền mịn, phối trộn cùng với bột malt đại mạch.
6.2. Nguyên liệu có thể thay thế dạng đường
Ngoài các nguyên liệu thay thế dạng hạt, trong công nghiệp sản xuất bia còn sử dụng một số
loại nguyên liệu thay thế là nguyên liệu dạng đường hoặc bán thành phẩm chế biến từ đường, các
loại nguyên liệu này được bổ sung trực tiếp vào dịch đường ở giai đoạn nấu hoa houblon. Chẳng
hạn đường mía, đường củ cải, đường thủy phân,…
Ở Việt Nam, hiện nay đứng thứ ba về xuất khẩu gạo trên thế giới. Đây là nguồn nguyên liệu
phụ dồi dào, rẻ mà đáp ứng được các mục trên. Như vậy, gạo nội địa được chọn làm nguyên liệu
thay thế tham gia vào công thức nấu bia, tiết kiệm và điều chỉnh % đạm quá cao trong malt.
Khi sử dụng nguyên liệu gạo để sản xuất bia, để quá trình đường hóa đạt hiệu suất cao thì cần
phải có quá trình hồ hóa, sau đó tạo điều kiện cho hệ enzyme amilase hoạt động để thủy phân tinh
bột thành đường đơn glucose hoặc maltose, tạo điều kiện cho quá trình lên men dễ dàng hơn. Gạo
làm nguyên liệu thay thế phải đạt những tiêu chuẩn sau: gạo phải sạch, không lẫn tạp chất, không
mốc, mối, có hàm lượng amilopectin thấp. Khi sử dụng gạo với số lượng nhiều cần phải tính đến
hoạt tính hệ enzyme amilase có trong malt và có thể bổ sung thêm chế phẩm enzyme amilase vào
làm cho quá trình đường hóa xảy ra nhanh.
Phương pháp bảo quản gạo: gạo mua về từ các tỉnh trong nước được bảo quản trong các Cylo
ở dạng rời.

VIII. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
Đề tài: Lên men bia Page 25