Ứng dụng công nghệ sinh học trong công nghệ thực phẩm QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HC CÔNG NGHIP THC PHM TP HCM
KHOA CÔNG NGH THC PHM
Môn: Ứng dụng công nghệ sinh học trong
công nghệ thực phẩm
Công nghệ sản xuất bia
GVHD: Nguyễn Thị Thu Sang
Nhóm thực hiện: Nhóm 2,thứ 5, tiết 7-8
1. Nguyễn Thị Khánh Hòa 2005120469
2. Lê Thị Kim Ngà 2005120464
3. Bùi Lam Diễm Quỳnh 2005120398
4. Nguyễn Thị Thanh 2005120462
TP Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2015
Mục lục
2
Phần 1: Tổng quan
1. Khái niệm:
Bia là một loại nước uống có 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. Nói một
cách khác, bia là loại nước giải khát có độ cồn thấp, bọt mịn xốp và có hương vị đặc
trưng của hoa houblon. Đặc biệt CO
2
hòa tan trong bia có tác dụng giải nhiệt nhanh, hỗ
trợ cho quá trình tiêu hóa, ngoài ra trong bia còn chứa một lượng vitamin khá phong phú
(chủ yếu là vitamin B1, B2, PP,….). Nhờ những ưu điểm này, bia được sử dụng rộng rãi
ở hầu hết các nước trên thế giới với sản lượng ngày càng tăng. Đối với nước ta bia đã trở
thành loại đồ uống quen thuộc với sản lượng ngày càng tăng và đã trở thành ngành công
nghiệp mũi nhọn trong ngành công nghiệp nước ta.
Quá trình sản xuất bia được gọi là nấu bia. Do các thành phần sử dụng để sản xuất bia có
khác biệt tùy theo từng khu vực, các đặc trưng của bia như hương vị và màu sắc cũng
thay đổi rất khác nhau và do đó có khái niệm loại bia hay các sự phân loại khác

2. Ngành bia ở Việt Nam
Bia được đưa vào Việt Nam từ năm 1890 cùng với sự có mặt của Nhà máy Bia Sài
Gòn và Nhà máy Bia Hà Nội, như vậy ngành bia Việt Nam đã có lịch sử trên 100 năm.
Năm năm trở lại đây, do tác động của nhiều yếu tố như tốc độ tăng trưởng GDP, tốc độ
tăng dân số, tốc độ đô thị hóa, tốc độ đầu tư… mà ngành công nghiệp bia đã phát triển
với tốc độ tăng trưởng cao. Chẳng hạn như năm 2003, sản lượng bia đã đạt 129 triệu lít,
tăng 20.7% so với năm 2002, đạt 79% so với công suất thiết kế, tiêu thụ bình quân đầu
người đạt 16 lít/năm, nộp ngân sách nhà nước khoảng 3650 tỷ đồng.
Các nhà máy bia có công suất trên 100 triệu lít/ năm đều có hệ thống thiết bị hiện đại tiên
tiến, nhập khẩu từ các nước có nền công nghiệp sản xuất bia phát triển mạnh như Đức,
Đan Mạch……Các nhà máy bia có công suất trên 20 triệu lít/năm cho đến nay đã đầu tư
chiều sâu, đổi mới thiết bị, tiếp thu trình độ công nghệ tiên tiến vào sản xuất.
Ở Việt Nam tuy sản lượng bia tăng nhanh nhưng công nghệ lên men bia nồng độ
cao chưa được phát triển. Phần lớn các nhà máy bia của Việt Nam chỉ lên men dịch
đường có nồng độ 10-12
o
Brix với tỷ lệ gạo làm nguyên liệu thay thế là 30%, nên sản xuất
bia có độ cồn 3-5%. Như vậy việc nghiên cứu sản xuất dịch đường cho lên men bia có
nồng độ cao không chỉ đáp ứng nhu cầu về bia ngày càng tăng mà còn nâng cao tỷ lệ
nguyên liệu thay thế, hiệu quả sử dụng thiết bị, tạo ổn định cho bia thành phẩm đem lại
hiệu quả kinh tế và góp phần đa dạng hóa sản phẩm.
3
3. Lợi ích của bia:
Bia có giá trị dinh dưỡng cao. Trong bia có chứa nhiều vitamin, các chất khoáng,
nguyên tố vi lượng. Ngoài các chất dinh dưỡng, trong bia còn có CO
2
, chất đắng từ hoa
houblon có tác dụng kích thích tiêu hóa, có tính diệt khuẩn cao; đặc biệt CO
2
bão hòa

trong bia có tác dụng làm giảm nhanh cơn khát của người uống. Nhờ những ưu điểm như
vậy mà ngày nay bia được sử dụng rộng rãi như một loại nước giải khát ở hầu hết các
nước trên thế giới.
3.1 Bia là một loại thức uống tốt cho sức khỏe:
Bia có rất nhiều thành phần dinh dưỡng, trong các loại này có thành phần đường,
chất chua hữu cơ, amino acid và nhiều sinh tố nên giá trị dinh dưỡng cao. Trong bia lại
thường có nồng độ cồn thấp, 5% khí CO
2
, 0.5% albumin, 17 loại amino acid, nhiều loại
vi lượng khác như Ca, P, Fe…như thế trong 1 lít bia có thể cung cấp 1.785 calories nhiệt
năng tương đương với 4 quả trứng gà hoặc 500 gram sữa bò. Điều này chứng tỏ bia rất bổ
dưỡng có lợi cho sức khỏe con người.
3.2 Uống bia vừa phải có thể mạnh khỏe lâu:
Với người già cả thì uống chút bia là một linh đan diệu dược đề khoẻ mạnh. Một viện
dưỡng lão ở Hoa Kỳ đã cho mỗi cụ già uống bia hàng ngày trong khoảng 2 tháng liên tiếp
thì thấy số người có thể tự đi lại đột nhiên tăng từ 21% lên đến 74%, mà 75% số người
này trước đó phải dùng những liều lượng thuốc an thần mạnh mà vẫn không có tiến triển.
3.3 Uống bia hợp lý có lợi cho tim:
Điều tra trong vòng 12 năm trên 38.000 nam giới của Mỹ cho thấy, việc thường
xuyên nhấm nháp bia giúp hạ thấp nguy cơ đau tim. Số lần uống quan trọng hơn nhiều so
với lượng bia được nạp vào. Ngoài ra, cũng không có sự khác biệt giữa đồ uống nguyên
chất và pha loãng.
Kết luận này được bác sĩ Kennech Mukamal, Đại học Harvarrd và cộng sự đưa ra
sau khi tiến hành theo dõi thói quen uống bia của những người tham gia nghiên cứu. Các
tác giả rất ngạc nhiên khi nhận thấy rằng, việc uống thường xuyên chứ không phải uống
nhiều đóng vai trò thiết yếu trong tác dụng bảo vệ tim của bia rượu. Nguy cơ đau tim
giảm 33% ở nhóm dùng bia rượu ít nhất 3 ngày/tuần và chỉ giảm 16% ở nhóm dùng 1-2
lần/tuần (so với những người không hề dùng đồ uống có cồn). (theo Boston Globe)ít nhất
3 ngày/tuần
Phần 2: Quy trình công nghệ

4
I. Nguyên liệu:
1.Malt:
Malt là một trong các nguyên liệu chính, thiết yếu để sản xuất bia nói chung và không
thể thay thế khi sản phẩm là các loại bia truyền thống. Thể loại và phẩm chất malt là một
trong những yếu tố quan trọng tạo ra sự đặc trưng riêng của bia thành phẩm.
Mọi thành phẩn của malt đều được sử dụng và có các vai trò quan trọng, thiết yếu trong
các quá trình công nghệ chế tạo thành sản phẩm từ nguyên liệu thô ban đầu với các vai
trò, tác dụng ở các mức độ khác nhau :
- Vỏ malt có ý nghĩa quyết định đến quá trình lọc trong dịch thủy phân.
- Các thành phần của phôi, nội nhũ vừa là cơ chất chủ yếu (tinh bột, protein, các
chất hòa tan, khoáng ) vừa là tác nhân xúc tác thiết yếu (các hydrolase) hay là
những thành phần quan trọng trong môi trường chuyển hóa tạo ra thành phẩm, một
loại nước uống có những đặc trưng riêng mà không sản phẩm nào có được.
Malt là đại mạch nảy mầm, sấy khô và loại bỏ mầm, rễ bằng các biện pháp kỹ thuật thích
hợp nhằm làm tăng chất lượng malt theo yêu cầu của công nghệ sản xuất bia.
So với đại mạch, hàm lượng chất khô của malt thấp hơn khoảng 11-12% (tính theo %
chất khô) nhưng chất khô hòa tan lại cao hơn (ở đại mạch trung bình là 6.5-7% còn trong
malt tươi vào khoảng 14-15%). Nhất là các chất hữu cơ phân tử thấp hòa tan có giá trị
sinh học cao như các chất đường (cao hơn 3-5 lần), các chất chứa nito hòa tan ( tăng trên
30% trong đó các acid amin chiếm 9-20% tổng lượng nito…) có tầm quan trọng đặc biệt
trong công nghệ sản xuất bia.
Malt có số lượng, chất lượng các hydrolase cao hơn nhiều so vơí đại mạch (độ hoạt động
của α amylase tăng trên 22 lần, β-amylase tăng trên 3-4 lần, amylophotphatase tăng trên
150-200 lần…) đủ khả năng để chuyển hóa các hợp chất cao phân tử hoặc các hợp chất
đơn vị hợp phần theo yêu cầu của công nghệ sản xuất bia. Trong đó quan trọng hơn cả là
các amylase, protease, photphtase… cũng qua các quá trình công nghệ sản xuất malt đã
loại trừ nhiều tạp chất không có lợi và tích lũy thêm nhiều hợp chất có lợi cho công nghệ
sản xuất hay góp phần tạo ra hương vị đặc trưng làm tăng chất lượng bia.
Về cấu trúc hóa học, malt so với đại mạch đã có nhiều thay đổi đáng kể trong các liên kết

hóa học của nhiều thành phần theo hướng phân cách sơ bộ hay làm suy yếu các liên kết
cao phân tử, tạo thuận lợi cho các enzyme xâm nhập, tấn công, phân cắt các liên kết đó
trong quá trình thủy phân. Điều này, không chỉ góp phần rất lớn vào việc cải thiện và làm
5
tăng hiệu quả cho quá trình công nghệ mà còn làm tăng chất lượng và hiệu suất thu hồi
sản phẩm trên một đơn vị nguyên liệu.
1.1. Đại mạch:
1.1.1 Phân loại:
Đại mạch được chia làm 2 nhóm: Đại mạch mùa đông (hạt được gieo vào giữa
tháng 9) và đại mạch mùa xuân (hạt được gieo vào giữa tháng 3 và tháng 4). Cả hai giống
được chia thành nhiều giống khác nhau. Căn cứ vào sự sắp xếp hạt trên bông đại mạch
mà chia thành 2 loại: 2 hàng và 6 hàng. Đại mạch 6 hàng có ba hoa nhỏ có thể thụ phấn
được ở mỗi đốt trên cuống. Mỗi hoa sau khi thụ phấn phát triển thành hạt hoặc bông đại
mạch. Đại mạch 2 hàng chỉ có một hạt phát triển ở mỗi đốt vì các hoa nhỏ mọc bên cạnh
không sinh sản, từ trên nhìn xuống chỉ có một hạt có thể nhìn thấy ở bên phải và bên trái.
1.1.2 Thành phần hóa học:
Hàm lượng ẩm trung bình của đại mạch thường là 14-14,5%. Hàm lượng ẩm có
thể biến thiên từ 12% trong điều kiện thu hoạch khô ráo đến trên 20% trong điều kiện ẩm
ướt. Để bảo quản lâu, đại mạch phải có độ ẩm dưới 15%. Hàm lượng trung bình của các
thành phần tính theo khối lượng chất khô như sau:
 Carbohydrat tổng số 70,0-85,0%
 Protein 10,5-11,5%
 Chất béo 1,5-2,0%
 Các chất khác 1,0-2,0%
1.1.2.1 Các hợp chất cacbohydrat:
Các hợp chất quan trọng nhất là tinh bột, các loại đường, xenlulose, hemixenlulose
và các chất keo.
Tinh bột:
Tinh bột (C
6

H
10
O
5
)
n
là cấu tử quan trọng nhất, hình thành 50-63% thành phần của
đại mạch. Kích thước hạt tinh bột hoặc lớn (20-30µm) hoặc nhỏ (1-6µm) mà không có cỡ
trung bình.
Thành phần tinh bột gồm hai chất sau:
Amylose: chiếm 20-25%, tan trong nước nóng, không bị hồ hóa.
Amylopectin: chiếm 75-80%, không tan trong nước, hồ hóa ở nhiệt độ cao.
Amylose và amylopectin được tạo thành từ các gốc glucose. Tuy nhiên, chúng có cấu
trúc rất khác nhau. Amylose gồm gồm 200-300 glucose được nối với nhau nhờ các cầu
oxy tại các vị trí có liên kết 1,4 thành một chuỗi xoắn không phân nhánh. Amylopectin
gồm các glucose liên kết với nhau bằng cầu oxy tại vị trí 1,4 là chủ yếu. Tuy nhiên, cứ
6
15-30 glucose lại có liên kết tại vị trí 1,6 do đó có phân tử amylopectin có cấu trúc phân
nhánh và có thể chứa tới 6000 gốc glucose.
Xenlulose:
Có 5-6% xenlulose tập trung ở vỏ trấu và là hợp chất tạo nên cấu trúc, gồm các
chuỗi glucose 1,4 mạch dài không phân nhánh.
Hemixenlulose:
Là thành phần chủ yếu của tế bào nội nhũ. Bao gồm glucan (80-90%) và pentozan
(10-20) kết hợp tạo thành khung bền vững cho thành tế bào nội nhũ. Glucan và pentozan
có cấu trúc rất khác nhau và có ảnh hưởng khác nhau đến quá trình sản xuất bia và chất
lượng thành phẩm.
Đường:
Hàm lượng đường trong đại mạch rất nhỏ, 1,8-2%. Các đường này là sản phẩm
trao đổi chất được sử dụng khi hạt nảy mầm. Do sau khi thu hoạch, hạt đại mạch ở trạng

thái nghỉ, chỉ có một lượng nhỏ các sản phẩm trao đổi chất, trong đó chủ yếu là đường
saccharose, một ít đường glucose và fructose.
1.1.2.2 Các hợp chất chứa nitơ:
Hàm lượng nitơ đại mạch tính theo protein, biến đổi trong khoảng 8-16%. Lượng
chất chiết trong malt giảm đi 0,7-1% khi hàm lượng protein trong malt tăng lên.
Protein:
Là hợp chất chứa nito có phân tử lượng cao và rất cao, khối lượng phân tử tới
20,000-300,000, không tan trong nước, kết tủa khi đun sôi.
Vì dịch đường được đun sôi trong quá trình nấu nên không phải toàn bộ lượng
protein có trong bia thành phẩm. Hầu hết các hợp chất chứa nito trong đại mạch là
protein (92%). Theo Osborne, protein được phân làm nhiều loại dựa vào độ hòa tan trong
nước. Đại mạch chứa các protein sau:
• Glutelin: chiếm 30%, chỉ tan trong dung dịch kiềm loãng. Hầu hết các glutelin
phân bố trong lớp aloron. Nó không bị thủy phân và thải ra ngoài theo bã hạt.
• Prolamin (hordein): chiếm 37% lượng protein của đại mạch, tan trong cồn 80
o
và
một phần còn sót lại trong bã hạt.
• Globulin (edestin): chiếm 15%, tan trong dung dịch muối loãng và trong dung
dịch hèm. Edestin gồm 4 cấu tử trong đó –globulin (có chứa S) không kết tủa
hoàn toàn, kể cả khi kéo dài thời gian sôi, gây đục bia.
• Albumin (leucosin): chiếm 11%, tan trong nước. Khi đun sôi, kết tủa hoàn toàn.
Hàm lượng protein của đại mạch giảm trong quá trình sản xuất malt và bia bởi
chúng bị phân hủy một phần do enzyme tạo nên các sản phẩm protein thủy phân.
7
Sản phẩm protein thủy phân:
Sản phẩm protein thủy phân có đặc điểm nổi bật là tan trong nước và kết tủa khi đun sôi.
Hầu hết sản phẩm protein thủy phân có trong bia thành phẩm. Chúng chiếm tỉ lệ nhỏ
khoảng 8%.
1.1.2.3 Chất béo:

Đại mạch chứa khoảng 2% chất béo, nằm chủ yếu ở lớp aleron và mầm. Chất béo
hầu hết là triglyxerit (glyxerol chuyển thành este khi kết hợp với 3 axit béo). Đây là các
axit béo mạch dài (axit stearic, axit oleic, axit linoleic).
Các chất béo không tan trong nước và hầu như không biến đổi trong hạt, bị thải ra
ngoài theo bã hạt. Chất béo ảnh hưởng xấu đến bọt bia.
1.1.2.4 Các hợp chất vô cơ:
Trong đại mạch có khoảng 2-3% là các chất khoáng, trong đó chủ yếu là các chất vô
cơ. Các chất vô cơ quan trọng là:
• Photphat (chủ yếu là P
2
O
5
): 35%
• Silicat (SiO
2
): 25%
• Muối Kali (K
2
O): 20%
1.1.2.5 Các hợp chất khác:
Polyphenol hay tannin:
Chúng nằm ở vỏ trấu và aleron của hạt. Với hàm lượng lớn chúng tạo vị đắng chát
khó chịu. Hàm lượng chúng tăng theo độ dày vỏ trấu.
Các vitamin:
Đại mạch chứa chủ yếu các vitamin sau:
• B1 (thiamin): chủ yếu ở phần ngoài của hạt.
• B2 (riboflavin)
• C (axit ascorbic): với số lượng ít.
• E (tocopherol): trong chất béo của mầm.
Trong quá trình chế biến chúng bị tổn hao nhiều.

Enzyme:
- Enzyme thủy phân tinh bột:
• α-Amylase: Tác dụng lên liên kết α-1,4 glycosit ở vị trí bất kì trong phân tử
tinh bột. Dưới tác dụng của enzyme này làm giảm nhanh độ nhớt của dịch
và khả năng tạo màu của iot. Sản phẩm là hỗn hợp các đường và
oligosaccharit bao gồm maltose, glucose, maltotriose.
• β-Amylase tác dụng lên các liên kết α-1,4 glucosit gắn từ đầu không khử
của chuỗi tinh bột.
8
- Enzyme dextrinaza: Tác dụng lên liên kết α -1,4 glucosit của phân tử
amylopectin, nhưng không tác dụng lên các liên kết -1,6 glucosit, tạo ra các chuỗi mạch
thẳng dextrin. Enzyme này được tổng hợp trong quá trình nảy mầm.
- Enzyme thủy phân thành tế bào: Enzyme β-glucanaza hòa tan có khả năng thủy
phân các liên kết peptit liền các chuỗi β-glucan trong thành tế bào. β-1,3 glucanaza tác
dụng lên các liên kết β-1,3 glucosit trong các chuỗi mạch chỉ chứa liên kết này. Ngoài ra
còn có β-1,4 glucanaza. Pectosanaza thủy phân pectosan của thành tế bào.
- Enzyme thủy phân protein: Proteinaza (endopeptidaza), cacboxypeptidaza,
aminopeptidaza, dipeptidaza.
- Các enzyme khác:
• Lipoxygenaza: phân hủy axit linoleic.
• Phytaza: tách liên kết este giữa axit phosphoric với inositol, giải phóng axit
phosphoric.
• Lipazac cắt đôi các lipit.
1.2. Công nghệ sản xuất malt
Toàn bộ công nghệ sản xuất malt đại mạch có thể được tóm tắt thành hai giai đoạn
chính:
Ngâm và nảy mầm đại mạch: đại mạch sau khi tiếp nhận từ kho, được rửa và phân
loại, ngâm và ươm mầm.
Hoàn thiện malt đại mạch: malt tươi sau khi nảy mầm sẽ được đem đi sấy, sau đó
malt khô được tách rễ và malt thành phẩm được bảo quản.

Đại mạch sau khi bảo quản luôn có các hạt bụi, bào tử vi khuẩn, nấm mốc bám vào
vỏ, cần phải loại bỏ tạp chất đó trước khi đưa vào quá trình ngâm, ươm mầm.
1.2.1 Quá trình ngâm hạt đại mạch
Đại mạch khô với hàm ẩm 11-16% sau khi đã được bảo quản ít nhất từ 6-8 tuần sau
khi thu hoạch là có thể đưa vào sản xuất malt. Ngâm hạt đại mạch để tạo điều kiện tăng
độ ẩm của hạt lên 43-45% cho malt đen và chỉ với hàm ẩm cao như vậy mới đảm bảo
quá trình nảy mầm sau này diễn ra bình thường.
Ngâm đại mạch còn nhằm mục đích là loại bỏ những hạt lép, những hạt không lép
nhưng không chắc, các tạp chất… mà trong quá trình làm sạch và phân loại chưa loại bỏ
hết.
9
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm hạt: ba điều kiện cơ bản xúc tiến quá trình
nảy mầm của hạt là độ ẩm vừa đủ, nhiệt độ thích hợp và đủ oxy. Vận tốc hút nước phụ
thuộc vào:
− Nhiệt độ nước ngâm: đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ hút
nước của hạt. Trong một giới hạn nhất định, nhiệt độ tăng thì tốc độ hút nước của
hạt cũng tăng. Để đạt được chất lượng malt thành phẩm cao thì nhiệt độ ngâm
thích hợp nhất là 10-12
0
C. Nhiệt độ thấp hơn 10
o
C thì nhiệt độ phát triển của phôi
sẽ bị ức chế còn nhiệt độ cao hơn 15
o
C sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển.
Ngoài ra, ở nhiệt độ cao, tốc độ hút nước của hạt tăng, dễ xảy ra hiện tượng hạt bị
sũng nước, phôi bị ủng và làm hạt mất khả năng nảy mầm.
− Chủng loại và kích thước hạt: các hạt nhỏ hút nước nhanh hơn nên phải phân loại
để quá trình ngâm nước đồng bộ.
1.2.1.1Các phương pháp ngâm hạt

Có nhiều phương pháp ngâm đại mạch, mỗi phương pháp có thời gian ngâm,
phương pháp thông khí và nhiệt độ nước ngâm khác nhau.
− Ngâm thường xuyên trong nước
Nguyên tắc của phương pháp này là hạt được ngâm liên tục trong nước và không có
sự thông khí. Trong quá trình ngâm có thể thay nước nhiều lần. Đây là phương pháp
ngâm cổ điển hiện nay không sử dụng cho công nghiệp. Nhược điểm của phương pháp là
không rửa sạch được hạt đại mạch, viêc cung cấp oxy không đồng đều trong các lớp hạt,
không giải thoát tốt khí CO
2
và không đảm bảo tốt vệ sinh, vi sinh vật dễ dàng xâm nhập
và gây hỏng hạt.
− Ngâm hoán vị nước- không khí
Nguyên tắc: ngâm hạt trong nước một thời gian, sau đó tháo hết nước để hạt “ngâm
khan” trong không khí một thời gian sau đó lại ngâm tiếp hạt trong nước và làm đi làm
lại như vậy cho đến khi hạt có đủ nước cho quá trình nảy mầm.
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.
− Ngâm trong nước ấm hoặc nước nóng
Nguyên tắc: hạt được ngâm trong nước nóng ở 45-45
o
C. Đặc biệt khi ngâm trong
nước 40-45
o
C trong 4h và không có nhiều không khí gần như có thể ức chế hoàn toàn sự
hình thành rễ. Tuy nhiên phương pháp này không phổ biến vì có thể làm hỏng mầm
10
(nhiệt độ chết của mầm là55
o
C trong môi trường ẩm) và nó còn làm tăng độ không đồng
nhất. Ngược lại ngâm trong nước ấm từ 18-22
o

C hiện nay lại được sử dụng rất phổ biến.
Nhiệt độ 25
o
C có vẻ như là nhiệt độ cao nhất vì đó là nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển
của vi sinh vật do đó tốt hơn là giữ ở nhiệt độ dưới 25
o
C.
1.2.1.2 Tiến hành quá trình ngâm hạt
Hiện nay các nhà máy sản xuất malt thường tiến hành quá trình ngâm hạt theo các
bước sau: rửa hạt, ngâm hạt, và để khan trong không khí và chuyển thùng.
Giai đoạn rửa hạt: đổ nước vào thùng ngâm sau đó cho đại mạch đã được rửa sạch
trước đó vào. Nước ngâm đầu nên bỏ đi, do hàm lượng chất hữu cơ cao và có nhiều tạp
chất.
Giai đoạn hạt hút nước: lượng nước cần thiết để khởi động quá trình nảy mầm của
hạt không nhiều. Thực tế, đại mạch bắt đầu nảy mầm ở độ ẩm 20%. Trong công nghệ sản
xuất malt người ta thường có độ ẩm cao hơn rất nhiều vì cần phải giữ cho nảy mầm trong
vòng 4-6 ngày.
Giai đoạn để khan trong không khí: trong giai đoạn này không khí sẽ được đẩy hoặc
hút qua hạt để thải CO
2

và tái tạo O
2
nhằm mục đích kích thích quá trình chuyển hóa của
hạt.
Tiếp theo giai đoạn này là quá trình chuyển thùng, tức là quá trình chuyển hạt đã
được ngâm sang các ngăn nảy mầm.
1.2.2 Quá trình ươm mầm
1.2.2.1 Mục đích
Tạo hay hoạt hoá hệ enzyme amylaza có khả năng đường hóa tinh bột trong nội nhũ.

Tấn công và làm thay đổi khả năng thẩm thấu màng tế bào của nội nhũ nhờ enzyme
sitaza.
Làm biến tính hay hòa tan protein của tế bào nội nhũ bởi enzyme proteaza.
Làm nội nhũ mềm ra.
1.2.2.2 Các điều kiện thiết yếu cho quá trình nảy mầm
Độ ẩm: độ ẩm này có được trong quá trình ngâm hạt, nó phải đủ để đảm bảo cho
mầm mọc trong 5-6 ngày.
11
Nhiệt độ: mầm bắt đầu phát triển ở 5
o
C, nhiệt độ thích hợp nhất là 27
o
C. Quá trình
nảy mầm sẽ ngừng lại ở 38
o
C và mầm sẽ bị chết ở 55
o
C. Theo kinh nghiệm thì mầm mọc
ở giai đoạn giữa thì chất lượng của malt tốt nhất.
Oxy: mầm là cơ thể sống nên cần phải hô hấp, phải hấp thụ O
2
và thải CO
2
. Cuối
giai đoạn nảy mầm thu được sản phẩm là malt tươi.
1.2.2.3 Biến đổi hóa sinh trong giai đoạn ươm mầm
Sự nuôi dưỡng phôi: để phôi tăng trưởng cần phải cung cấp chất dinh dưỡng. Các
chất dinh dưỡng này tích tụ trong nội nhũ ở trạng thái không hòa tan ngưng tụ hình thành
các chất nguyên sinh trong tế bào nội nhũ, tinh bột có trong các túi bột và xiết chặt thành
mạng lưới được bao bọc bởi xenlulose. Khi mầm phát triển nhất thiết phải hòa tan chất

dự trữ, tấn công màng tế bào để chúng có khả năng thẩm thấu tốt hơn và cho các chất
dinh dưỡng hòa tan, đi qua để đến phôi và được phôi sử dụng. Phôi phát triển nhưng ở
trong vỏ và sẽ nhô ra nếu như thời gian ươm mầm quá dài. Mầm phát triển tạo nên lỗ
hỏng trong nội nhũ.
Sự sinh trưởng của tế bào trong phôi tạo nên các chuyển hóa rất phức tạp: các acid
amin tổng hợp thành nhiều protein phức tạp tạo nên nguyên sinh chất.
Maltose bị đồng phân hóa thành saccharose định vị ở trong phôi. Saccharose bị phân
chia thành glucose và fructose.
Tác dụng của sitaza: Sitaza là nhóm enzyme thủy phân thành hemicellulose- cấu tử
chủ yếu của thành tế bào thành các hợp chất trung gian. Sau đó là thành đường đơn
pentose, hexose và các sản phẩm khác. Sitaza hoạt động trước các enzyme khác và nó bắt
đầu hoạt động ở phần gần nội nhũ. Trong phần ươm mầm người ta thấy đầu tiên là sự hóa
lỏng của tế bào. Sitaza không hòa tan màng tế bào mà làm thay đổi một cách sâu sắc khả
năng thấm qua của màng tế bào.
Hoạt động của protease: Protease được tiết ra từ phôi và hoạt động ngay khi bắt đầu
ươm mầm. Protease tấn công trước tiên là vào các phần hordenin của tế bào nội nhũ.
Protease liên tục phân hủy các protein thành pepton, abumo sau đó thành chuỗi polipeptid
và cuối cùng là acid amin. Các acid amin tan trong dịch thấm vào hạt và là nguồn cung
cấp nito chủ yếu cho mầm.
Tác dụng của amylase: Nguồn gốc của enzyme này được xét qua hai mặt: được hoạt
hóa do protease và amylase chiết ra từ các tế bào gần phôi. Trong giai đoạn ươm mầm,
12
khả năng dịch hóa tăng dần nhưng chậm hơn khả năng đường hóa. Các amylase tấn công
và ăn mòn bề mặt hạt tinh bột.
1.2.2.4 Kỹ thuật ươm mầm
Đặc điểm kỹ thuật nảy mầm
− Trong sản xuất malt cần lưu ý đặc điểm của malt vàng là màu vàng sáng, có vị
ngọt nhẹ và hương thơm dịu. Vị đắng dịu và hương thơm ngát nhưng rất nhẹ
nhàng của bia sản xuất từ malt vàng là do hoa houblon quyết định. Còn malt đen
có màu sẫm, hương và vị ngọt đậm, bia có độ nhớt cao, hương và vị đặc trưng do

malt chứ không phải hoa houbon.
− Do đó khi sản xuất malt vàng điều cần thiết là tạo ra điều kiện để tích lũy được
hoạt lực enzyme thật cao, đặc biệt là amylase, còn acid amin và đạm hòa tan thì ở
mức độ vừa phải. Để đáp ứng yêu cầu này, trước hết phải chọn đại mạch có hàm
lượng protein thấp nhưng khả năng nảy mầm cao. Đại mạch sau khi ngâm có độ
ẩm không quá 42-46%. Quá trình ươm mầm diễn ra ở 13-18
o
C trong 6-8 ngày
đêm và có chế độ thông gió tốt.
− Đối với malt đen, trong thời gian ươm mầm phải tạo được điều kiện sao cho tích
lũy nhiều acid amin và đường. Đại mạch sau khi ngâm phải đạt độ ẩm cao hơn
45% (để tăng cường hoạt độ nhóm enzyme amylase). Nhiệt độ nảy mầm trong
những ngày đầu ở 15-18
o
C còn ở giai đoạn sau có thể tăng lên 22
o
C.
Nhiệt độ nảy mầm: đối với malt vàng, nhiệt độ thích hợp nhất là 14-16
o
C, nhiệt độ
tối đa ở giai đoạn cuối quá trình nảy mầm là 18
o
C. Nảy mầm trong sản xuất malt đen diễn
ra ở thời gian và nhiệt độ cao hơn để tạo ra nhiều melanoit hơn tạo cho malt đen màu nâu
sẫm, vị ngọt đậm và hương thơm đặc trưng.
Thời gian nảy mầm: phụ thuộc vào nhiệt độ nảy mầm và giống đại mạch.
Các phương pháp nảy mầm
− Nảy mầm không thông khí
− Nảy mầm có thông khí.
1.2.3. Sấy

1.2.3.1 Các biến đổi trong quá trình sấy
Hợp chất nito
Acid amin đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình sấy. Chúng tạo nên
melanoidin khi tác dụng với đường khử. Với malt munich, loại malt cần tạo thành nhiều
13
melanoidin, người ta tạo ra các acid amin bằng cách kéo dài thời gian sấy, với malt vàng
người ta tránh việc tạo ra các acid amin này bằng cách làm khô nhanh.
Trong malt vàng, hàm lượng của các chất hầu như không thay đổi, tính tan chỉ giảm
một chút trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh.
Tóm lại sự hòa tan hợp chất nito trong pha ẩm càng cao khi ta càng để ẩm. Sự đông
tụ trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh càng nhiều khi ta đưa lên nhiệt độ càng cao và giữ
càng lâu. Sự biến mất của acid amin trong giai đoạn tăng nhiệt nhanh do sự hình thành
melanoidin càng mạnh khi ta đun nóng ở nhiệt độ càng cao và càng lâu.
Sự tăng quá trình tạo màu và hình thành melanoidin
Một trong những chuyển hóa quan trọng trong quá trình sấy là sự tạo ra melanoidin.
Đó là sự liên kết của đường và acid amin diễn ra ở nhiệt độ cao. Melanoidin là hợp chất
màu đỏ nâu và có mùi đặc trưng. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào acid amin và đường
tham gia phản ứng: đường khử tham gia phản ứng tốt nhất, còn đối với các acid amin thì
glycin và alanin cho thời gian phản ứng nhanh nhất, tạo ra màu đậm nhất nhưng valin
tham gia phản ứng sẽ cho màu đậm hơn.
Hydratecacbon
Trong giai đoạn đầu lượng tinh bột giảm nhẹ do tác dụng của hệ enzyme amylase,
hàm lượng đường khử giảm, hàm lượng cellulose và pentose không đổi.
Độ acid
Do melanoidin có phản ứng acid nên độ acid cũng như nồng độ H
+
ở malt đen cao
hơn. Còn với malt vàng công đoạn sấy ảnh hưởng rất ít đến độ acid, nó chỉ phụ thuộc vào
bản chất của hạt.
2. Hoa Houblon:

2.1 Giới thiệu:
Hoa houblon được con người biết đến và đưa vào sử dụng khoảng 3000 năm TCN,
là nguyên liệu cơ bản. Hoa houblon làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng,
tăng khả năng tạo bọt.
Houblon có tên danh pháp khoa học Hummulus lupulus, tên tiếng Pháp Houblon, tiếng
Anh Hops là thực vật dạng dây leo, sống lâu năm (30 – 40 năm) đơn tính thuộc họ Gai
mèo (Cannabinaceae), có chiều cao trung bình từ 10 – 15 m. Đặc biệt trong một số cây có
cả hoa đực và hoa cái vì thế khi trồng cần phải chăm sóc kĩ và thu hoạch bằng tay. Trong
14
sản xuất bia chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn để tạo vị đắng. Hoa houlon thường mọc
thành giò, mỗi giò hoa gồm, trục, cánh và nhị hoa.
2.2 Phân loại:
− Houblon cực kì thơm: Saaz, Tettnang, Golding, Strisselspalt.
− Houblon thơm và đắng: Perle, Challengr.
− Houblon rất đắng: Northrn Brewers, Target, Brewers Gold.
2.3 Các chế phẩm hoa houblon:
Trong sản xuất bia người ta sử dụng hoa houblon dưới nhiều dạng khác nhau: Hoa
cánh, hoa viên và hoa cao su. Các nhà máy đã sử dụng hoa viên và hoa cao để sản xuất
bia vì nó dễ bảo quản, chất lượng tốt. Không nên sử dụng 100% cao hoa để nấu bia vì nó
sẽ làm cho mùi, vị của bia giảm sút.
2.3.1. Hoa cánh (hoa nguyên cánh):
Sấy nhẹ ở 50
o
C (độ ẩm W ≤ 11%), sau đó ép thành bánh. Hoa có nhược điểm là dễ
bị ôxy hóa, khó bảo quản, hiệu suất thấp ( do có khối lượng lớn nhưng lượng lupulin lại
nhỏ) nên thường được sử dụng dạng hoa tươi (hoa này ở Việt Nam không có). Trong một
số loại bia, vì muốn tăng vị đắng và mùi thơm, nên hoa tươi được ngâm cùng bia trong
quá trình tàng trữ.
2.3.2. Hoa viên: chiếm 1 ∕ 3 thị trường và có nhiều dạng:
– Hoa viên loại 90:

+ Từ 100kg hoa thu được 90kg sản phẩm.
+ Houblon → sấy khô (<50
o
C, W=7 – 9%) → Nghiền (bột 1 – 5mm) → ép thành viên
(thực hiện ở điều kiện chân không hay khí trơ).
– Hoa viên loại 45 (nồng độ cao):
+ Từ 100kg hoa thu được 45kg sản phẩm có chứa lượng α – acid lớn.
+ Houblon → Tách hạt lupulin ở nhiệt độ rất thấp (-20
o
C) → thêm cánh hoa → nghiền và
rây → ép và đóng gói.
– Hoa viên đã được đồng phân hóa (isomeric).
 Chỉ tiêu chế phẩm hoa viên
- Hoa viên đắng loại viên 45:
• Chỉ tiêu cảm quan: màu xanh lá mạ hơi vàng, mùi thơmđặc trưng, vị đắng dịu,
hình viên đùn không vỡ vụn.
• Chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng acid đắng 8%.
- Hoa viên thơm loại viên 45:
• Chỉ tiêu cảm quan: màu xanh lá mạ hơi vàng, mùi thơm đặc trưng, vị đắng dịu,
hình viên đùn không vỡ vụn.
15
• Chỉ tiêu hóa học: hàm lượng acid đắng 6%.
2.3.3. Cao hoa:
Cao hoa “hữu cơ” là dung môi hữu cơ (hexan, matanol, metylen clorua,
tricloetylen, etanol) để trích ly các nhựa đắng và tinh dầu thơm của hoa houblon, sau đó
làm bay hơi dung môi.
Cao hoa chiết bằng CO
2
: Chứa 95 – 99% α – acid đắng, nhiều tinh dầu thơm hơn
các loại cao hoa khác.

Các chế phẩm cao hoa là Kettle Extract.
Cô đặc → sản phẩm với hàm lượng α – acid từ 30 – 50% (có thể cao hơn).
+ Chỉ tiêu chế phẩm cao hoa
• Chỉ tiêu cảm quan: dạng keo màu vàng hổ phách, mùi thơm đặc biệt, dễ bay hơi,
dễ nhận mùi, vị đắng rõ rệt.
• Chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng α – acid đắng 30%, tan hết và có thể tạo tủa lắng
nhanh khi đun sôi với nước hoa thơm rõ rệt, vị đắng dịu.
2.4. Thu hoạch
Thu hoạch vào cuối tháng 8 và nên hoàn thành trong vòng 14 ngày.
2.5 Cấu tạo
Búp hoa có dạng hình nón, dài 3-5cm. Trong một búp hoa houblon có các bộ phận
như cuống, trục, cánh hoa, nhụy hoa và hạt lupulin. Tỷ lệ khối lượng của chúng tính theo
chất khô của hoa như sau cuống 5-8%, trục 7-8%, hạt lupulin 18-20%, cánh và nhị hoa
65-68%.
Thành phần
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước 10-11
Nhựa đắng tổng số 15-20
Tinh dầu 0,5-1,5
Tanin 2-5
Monosaccharide 2
Pectin 2
Amino acid 0,1
Protein 15-17
Lipit và sáp 3
Chất tro 5-8
Xenlulose, lignin và các chất khác 40-50
Thành phần có giá trị nhất của hoa houlon được sử dụng trong công nghệ sản xuất
bia là các hạt lupulin ở nhị hoa hình thành vào thời điểm hoa chín. Các hạt này nằm dọc
16

trục hoa, xen kẽ các cánh hoa, được đính vào cánh và nhị hoa bằng những cuống mỏng.
Tại thời điểm hoa chín, hoa có màu vàng, các hạt lupulin màu vàng óng, rất dẻo.
Hai thành phần đáng chú ý nhất trong hoa houblon nói chung, cụ thể trong lupulin là chất
đắng (acide alpha, bêta, nhựa cứng, nhựa mềm) và tinh dầu thơm (huile essentiel). Chất
đắng có vai trò rất lớn trong công nghệ sản xuất bia, là thành phần có giá trị nhất của hoa
houblon.
Vai trò của chất đắng: Là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Làm cho bia
có vị đắng dịu, tạo ra một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia. Khi hòa tan vào dịch
đường và tồn tại trong bia, chất đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao tạo ra
sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt lâu. Với nồng độ thấp các chất đắng
cũng có khả năng ức chế rất mạnh các vi sinh vật, vì chúng có tính kháng khuẩn rất cao
và do đó làm tăng độ bền của bia thành phẩm.
Nhóm acid đắng có 2 loại :
+ Alpha-acid: gồm humolone (35-70%), cohumolone (20-55%), adhumolone (10-15%),
prehomulone (1-10%) và posthumolone (1-5%).Các axit alpha có độ đắng đáng kể nhất,
gấp 9 lần axit beta và có khả năng chống khuẩn gấp 3 lần. Khả năng hòa tan của alpha –
axit trong nước kém, khả năng này tăng khi nhiệt độ cao và trong môi trường kiềm (trong
khi dịch đường nấu bia môi trường axit có pH khoảng 5,2 nên càng khó hòa tan). Khả
năng hòa tan của các axit này tăng rõ rệt khi chúng chuyển sang dạng đồng phân iso.
Chính vì lí do đó, ở giai đoạn đun sôi nấu hoa (ebouitillon và houblonnage) người ta cố
gắng đun sôi mạnh, một phần nhằm tăng hiệu suất chuyển hóa sang đồng phần iso của
axit đắng. Hơn nữa, ở nhiệt độ cao, các axit đắng bị thủy phân tạo các hợp chất có độ
đắng đáng kể hơn nhiều so với các hợp chất ban đầu.
+ Beta-acid: gồm lupulone (30-55%), colupulone (20-55%), adlupulone (5-10%),
prelupulone (1-3%), postlupulone. Các axit này có tính chất tương tự axit alpha, nhưng
độ đắng kém hơn, khả năng đồng phân hóa, thủy phân kém hơn. Sau khi bị polyme hóa
và oxy hóa một phần các axit này trở thành nhựa mềm, sau đó thành nhựa cứng. Nhựa
mềm có khả năng hòa tan tốt, đắng hơn nên là nguồn chất đắng khá quan trọng. Trong
khi đó nhựa cứng ít đóng vai trò trong công nghệ sản xuất bia nên người ta rất hạn chế
tạo ra các sản phẩm này trong quá trình chế biến và bảo quản hoa và chế phẩm, có thể

bảo quản lạnh, bảo quản trong khí trơ ( CO
2
hoặc N
2
) và bóng tối.
Vai trò của tinh dầu thơm: Tinh dầu trong hoa houblon gồm hơn 200 chất: terpen, ester,
cetone và các hợp chất chứa lưu huỳnh. Tinh dầu phấn hoa houblon chiếm từ 0,17 –
0,65% trọng lượng hoa, trong đó khoảng 3/4 là các cấu tử thuộc nhóm tecpen (C
5
H
8
)
n
và
1/4 là các cấu tử có mang oxy, đại diện chính là geraniol (C
10
H
18O
). Tinh dầu hoa ở điều
kiện gia nhiệt nhẹ dễ bị oxy hoá, khi đó tác dụng gây mùi sẽ thay đổi nhiều, thậm chí tạo
ra mùi không phù hợp cho sản phẩm bia như mùi tỏi. Các hợp chất trong tinh dầu có thể
17
tồn tại dưới các dạng hydratcacbon với nhân là một tecpen (C
5
H
8
), hoặc dưới dạng
aldehyd, ceton, rượu,… Khi hòa tan vào dịch đường, tinh dầu tồn tại trong bia và tạo ra
cho bia một mùi thơm đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu.
Vai trò của tannin: Với hàm lượng trung bình khoảng 4% trọng lượng hoa, tannin

có 1 vai trò nhất định trong quá trình công nghệ, từ đó có ảnh hưởng trực tiếp hay gián
tiếp đến chất lượng bia. Trong quá trình đun sôi dịch đường với hoa houblon, trước hết
tannin được tách ra dưới dạng hòa tan. Sau đó, do điều kiện nhiệt độ cao và thời gian kéo
dài, chúng sẽ bị oxy hoá và trùng ngưng ở các mức độ khác nhau, các phân tử trùng
ngưng sẽ hình thành mối liên kết đẳng điện với các protein trong dịch đường, hình thành
những phức tannin – protein, tạo ra dạng kết tủa nóng trong quá trình này. Mặt khác, một
dạng phức tương tự, nhưng trọng lượng phân tử nhỏ hơn, khi hạ nhiệt độ xuống chúng sẽ
kết tủa lại tạo thành kết tủa nguội trong dịch đường. Tóm lại, tannin có ảnh hưởng tốt đến
quá trình công nghệ: giúp dịch đường trong nhanh hơn và kết tủa các thành phần protein
không bền, làm tăng độ bền keo của bia, nhưng mặt khác tannin cũng làm kết tủa các
protein bền làm giảm khả năng tạo bọt của bia.
3. Nước:
Trong sản xuất bia, để làm ra 1 KL bia, cần đến 8KL nước cho các công đoạn nấu,
lọc, làm lạnh, lò hơi… Chất lượng nguồn nước là yếu tố quan trọng tạo nên chất lượng
của bia.
Nguồn nước sử dụng là nước máy hoặc nước ngầm. Trước khi đưa vào sản xuất,
nước được trải qua các công đoạn phân tích và xử lý nghiêm ngặt nhằm bảo đảm đáp ứng
tất cả các yêu cầu đặt ra.
4. Nấm men:
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.
Men bia là các vi sinh vật có tác dụng lên men đường. Các giống men bia cụ thể được
lựa chọn để sản xuất các loại bia khác nhau, nhưng có hai giống chính là
men ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces carlsbergensis), với
nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hóa đường
thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn, cacbon đioxit (CO

2
). Trước khi các chức năng của
men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang dã.
18
Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ này
nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia được nuôi
cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng 4 – 6% rượu
theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2% và cao tới 14% trong một số trường hợp nào
đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20% cồn.
 Đặc điểm phân loại nấm men
Nấm men trong công nghệ sản xuất bia thường là chủng giống Sacchromyces, gồm có
nấm men chìm và nấm men nổi. Có hai dạng là nấm men có dạng hình oval hoặc hình
tròn.
– Nấm men lên men nổi là Sacchromyces cerevisiae dùng trong sản xuất bia ale. Tế bào
nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi các tế bào
nấm men hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc hình oval với kích thước từ 7 – 10μm.
Đặc điềm hình thái: Sacchromyces cerevisiae sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, lơ
lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men từ 10 – 25
o
C. Khi quá trình lên men 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.
– Nấm men lên men chìm tên là Sacchromyces carlsbergensis, lên men ở nhiệt độ thấp
dùng trong sản xuất bia lager. Hầu hết các tế bào sau khi nảy chồi thường đứng riêng lẻ
hoặc cặp đôi, hình dạng chủ yếu là hình cầu. Thành phần hoá học của tế bào chứa khoảng
75% nước, 15 – 45% protein của chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, 4 – 7% chất béo, 8 –
9% chất vô cơ
Đặc điểm hình thái: Sacchromyces carlsbergensis sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ
thấp, nhiệt độ lên men từ 0 – 10
o

C. Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị. Dễ kết lắng và dễ
tách lớp. Do đó quá trình lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men. Nấm
men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đó
nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trong sản xuất bia.
 Sự khác biệt giữa hai chủng loại men
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 saccharoza.
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.
19
Nấm men chìm còn chia ra hai loại tùy thuộc vào khả năng kết lắng của nó là nấm
men bụi và nấm men kết bông. Nấm men bụi là 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 nấm men nổi không có khả năng này.
Nấm men nổi nổi lên trên 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, làm cho
bia nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men nổi. Như vậy
đối với sản xuất bia bằng phương pháp lên men nổi, nấm men được tách khỏi bia bằng
cách hớt bọt, lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết bị lên men.
Ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa hai loại nấm men này còn có nhiều đặc điểm
sinh hóa khác nhau dựa vào năng lực lên men đường disacarit melibioza của chúng. Nấm
men chìm (S. carlsbergensis) có chứa các gen MEL. Các gen này tạo ra enzyme ngoại
bào là α – galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hóa đường melibioza. Trong khi
đó nấm men nổi (S. cerevisiae) không chứa gen MEL do đó không chuyển hóa được

đường melibioza.
Nấm men chìm lên men ở 4 – 12
o
C, nấm men nổi ở 14 – 25
o
C.
Bảng: So sánh đặc tính của nấm men nổi và nấm men chìm
Đặc tính Nấm men nổi S. Cerevisiae
Loại bia: Ale
Nấm men chìmS. carlsbergensis
Loại bia: Lager
Nhiệt độ lên men 14 – 25
o
C 4 – 12
o
C
Cơ chất Chủ yếu lên men đường đơn
(glucose, fructose), đường đôi
(saccharose, maltose), khó lên
men đường tam (raffinose).
Lên men tốt glucose, maltose,
galactose, fructose, saccharose,
mannose và cả raffinose.
Khả năng lên men Lên men mạnh trên bề mặt môi
trường.
Lên men mạnh trong lòng môi trường.
Khả năng tạo bông,
kết lắng
Kết bông trên bề mặt, bia khó
trong tự nhiên.

Kết chùm lắng xuống đáy, bia trong tự
nhiên.
Vai trò của nấm men
Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất bia. Nhờ đặc tính
sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóa dịch đường thành rượu (C
2
H
5
OH) và
sinh ra khí CO
2
là thành phần chính của bia, tạo ra các mùi vị đặc trưng cho sản phẩm,
tùy vào loại nấm men mà tạo ra các mùi vị khác nhau.
20
Nghiền
đường hóa
lọc
houblon hóa
lắng trong, làm lạnh và bổ sung O
2
Lên men chính
Lên men phụ
Lọc trong
Bão hòa CO
2
chiết chai
thanh trùng
dán nhãn
Các loại nấm men lên men bia thuộc loại yếm khí tùy tiện. Khi đó oxy chúng tăng sinh
khối nhờ hô hấp tế bào, khi không có oxy chúng lên men tạo thành ethanol và CO

2
theo
phương trình:
Đường + Nitơ amine tự do + Nấm men + Oxy → Ethanol + CO
2
+ Nấm men
II: Quy trình sản xuất bia
21
CO
2
nấm men
houblon
nước
bã
malt
Bia
1. Quá trình sản xuất dịch đường
1.1 Nghiền malt
1.1.1 Mục đích
Nghiền nhỏ malt để khi đường hóa thu được nhiều chất hòa tan nhất có lợi cho sản
xuất và chất lượng thành phẩm, hạn chế các chất không có lợi tan vào dịch đường và sử
dụng tốt nhất các thành phần của malt.
1.1.2 Cơ sở lý thuyết
Nghiền là một quá trình chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình thủy phân. Nguyên liệu
dạng hạt càng nhỏ, khả năng ngấm nước càng nhanh và đều, khả năng tiếp cận, xúc tác
quá trình thủy phân của enzyme càng thuận lợi và hiệu quả. Dựa vào thành phần hóa học,
tính chất cơ lý, cấu trúc của hạt …để lựa chọn cơ chế phá vỡ cấu trúc hạt.
Nội nhũ malt có tính chất cơ lý thấp là nguồn cung cấp cơ bản nhất cho sự ngấm
nước, giải phóng enzyme và xúc tác cho quá trình thủy phân, tạo ra nhiều chất hòa tan. Vì
vậy mức độ nghiền nhỏ nội nhũ malt phụ thuộc vào chất lượng malt.

Vỏ malt là một tác nhân trợ lọc hữu hiệu, nhưng chứa nhiều chất đắng, chất chát khi
hòa tan sẽ làm giảm chất lượng dịch thủy phân, nên không được nghiền mịn, nát. Trong
một số trường hợp phải có chế độ làm ẩm sơ bộ trước khi nghiền để hạn chế hiện tượng
trên.
Mức độ nghiền còn ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả của quá trình lọc và rửa
bã. Thực tế nếu mức độ nghiền cao, hiệu suất thủy phân tăng nhưng chất lượng dịch thủy
phân không cao, năng suất lọc giảm, dễ tắc vải lọc…
1.1.3 Các thiết bị nghiền nguyên liệu
22
CO
2
nấm men
Máy nghiền trục
1. Đôi trục nghiền thô
2. Đôi trục nghiền mịn
3. Bộ phận phân phối
4. Lưới sàng
5. Cửa tháo liệu
Trong công nghệ sản xuất bia, sử dụng các máy nghiền có từ 2-8 trục nghiền. Số
trục nghiền tăng làm tăng khả năng cho sản phẩm nghiền hợp lý hơn về yêu cầu kỹ thuật
khi nghiền. Phổ biến nhất là máy nghiền 4 trục.
Máy nghiền trục có cấu tạo gồm hai cặp trục có cùng đường kính, trên bề mặt các
trục có xẻ các rãnh để tăng độ ma sát giữa các trục và máy nhằm tăng cường khả năng lôi
cuốn nguyên liệu vào khe hở giữa hai trục. Giữa hai cặp trục có bố trí một sàng phân loại
để tách loại bột nghiền có kích thước lớn chuyển vào cặp trục nghiền thứ hai.
Nguyên tắc: hạt được làm nhỏ cơ học theo nguyên lý nén ép và dịch trượt. Malt vào
phễu tiếp nhận, được lưới loại tạp chất lớn, tạp chất kim loại cũng bị giữ lại bởi các nam
châm điện, sau đó được phân phối đều vào đôi trục nghiền để nghiền thô. Sản phẩm
nghiền thô rơi xuống lưới sàng. Do chuyển động của lưới sàng, các mảnh nội nhũ tách
khỏi các mảnh vỏ trấu, phần bột mịn lọt qua lỗ lưới sàng, tập trung theo cửa tháo liệu ra

ngoài, phần không lọt sàng, đi vào đôi trục nghiền mịn để nghiền mịn, làm nhỏ đến yêu
cầu kỹ thuật. Với malt chất lượng kém vỏ trấu được tách riêng bằng sàng, không đi vào
đôi trục nghiền mịn mà theo đường số 6 ra ngoài. Hỗn hợp sản phẩm nghiền theo cửa 7 ra
ngoài. Điều chỉnh khe hở giữa hai trục bằng các ốc có lò xo ở phía sau máy, thường khe
hở của đôi trục nghiền thô là 1.3-1.5mm, của đôi trục nghiền mịn là 0.3-0.6mm.
Máy nghiền đĩa
23
1. Đĩa quay
2. Đĩa cố định
3. Trục quay
4. Cửa nhập liệu
5. Cửa ra của bột
nghiền
6. Vỏ máy
7. Giá đỡ máy
Máy nghiền đĩa cấu tạo gồm 2 đĩa nghiền, một đĩa được gắn cố định vào vỏ máy
còn một đĩa được gắn vào trục quay do đó khi trục quay thì đĩa sẽ chuyển động quay
cùng với trục. Bề mặt đĩa được khía rãnh để tăng khả năng ma sát.
Nguyên tắc: hạt được làm nhỏ cơ học theo nguyên lý chèn ép, chà sát và dịch trượt
nhiều lần trong trường nghiền. Malt đã loại tạp chất, qua cửa nhập liệu vào khe hở giữa
hai đĩa, do đĩa quay tạo ra lực cơ học phá vỡ cấu trúc và làm nhỏ hạt. Sản phẩm nghiền
di chuyển theo các rãnh của đĩa ra ngoài ở cửa 5. Điều chỉnh khe hở giữa hai đĩa bằng ốc
có lò xo phía sau máy, cùng với lưu lượng hạt vào cửa số 4 để điều chỉnh mức độ nghiền
theo yêu cầu.
Máy nghiền búa
24
1. Trục quay
2. Đĩa treo cánh búa
3. Cửa nạp nguyên liệu
4. Cánh búa

5. Lưới sàng
6. Cửa ra của sản phẩm
Cấu tạo gồm một sàng phân loại hình trụ khuyết, trong đó có một roto quay, trên
roto gắn nhiều đĩa, trên mỗi đĩa gắn nhiều cánh búa.
Nguyên tắc: hạt được làm nhỏ cơ học bằng nguyên lý va đập và va đập- chà sát
nhiều lần trong khi nghiền. Khi trục 1 quay, đưa các cánh búa treo tự do về dạng thẳng
hướng tâm, hạt đã loại các tạp chất rơi và bị cuốn vào trong máy. Cánh búa 4 quay, đập
mạnh vào các hạt, tạo ra các lực cơ học làm vỡ cấu trúc hạt. Phần lọt lưới thép, tập trung
vào 6 là sản phẩm nghiền. Phần không lọt tiếp tục bị các tác động cơ học để vỡ nhỏ cho
đến khi lọt qua hết lưới 5, cùng rơi vào 6 và được hút ra ngoài.
Thiết bị nghiền ướt
Nghiền malt và thế liệu theo nguyên tắc nghiền ướt, cũng có thể thực hiện trên các
máy nghiền trục hay nghiền đĩa, chỉ khác nhau là nguyên liệu hạt được ngâm trước khi
nghiền có bổ sung thêm nước, tức là quá trình nghiền và ngâm bột đồng thời và phổ biến
là máy nghiền một đôi trục.
25