bài tiểu luận tìm hiểu quy trình sản xuất bia đen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO MÔN CÔNG

NGHỆ LÊN MEN THỰC
PHẨM
ĐỀ TÀI 1

DARK BEER
GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thanh Sang
60902231
Ngô Ngọc Hùng
60901066
Phạm Thanh Quang
60902113
Lê Sỷ Phước Huy
60901007

Mục lục
Mục lục ...................................................................................................................................... 2
Mục lục hình................................................................................................................................ 4
Mục lục bảng............................................................................................................................... 5
Phần I: Nguyên liệu sản xuất bia đen................................................................................6
I.1. Malt đen, Malt vàng............................................................................................... 6
I.1.1. Hạt đại mạch................................................................................................ 6
I.1.2. Cấu tạo hạt đại mạch................................................................................7
I.1.3. Thành phần và tính chất hạt đại mạch.............................................7

I.1.4. Tiêu chuẩn đánh giá malt...................................................................13


I.1.5. Quy trình sản xuất malt........................................................................13
I.2. Hoa Houblon.......................................................................................................... 17
I.2.1. Thành phần và tính chất......................................................................17
I.2.2. Đánh giá hoa Houblon.........................................................................20
I.3. Nước.......................................................................................................................... 21
I.4. Nấm men.................................................................................................................. 22
I.4.1. Thành phần hóa học của nấm men.................................................23
I.4.2. Cấu tạo tế bào nấm men.......................................................................23
I.4.3. Các chất dinh dưỡng cho nấm men.................................................23
I.4.4. Các enzyme trong nấm men...............................................................25
I.4.5. Các đặc tính mong muốn.....................................................................25
I.5. Các nguyên liệu phụ khác.................................................................................26
Phần II: Quy trình công nghệ sản xuất bia đen..........................................................27
I.1. Tách tạp chât.......................................................................................................... 29
I.2. Nghiền....................................................................................................................... 30
I.3. Nấu dịch nha........................................................................................................... 32
I.4. Lọc dịch nha và rửa bã malt............................................................................41
I.5. Đun sôi dịch nha với hoa Houblon................................................................43
I.6. Tách bã Houblon................................................................................................... 45
I.7. Làm lạnh dịch nha................................................................................................ 45
I.8. Cung cấp oxy và cấy giống nấm men............................................................47
I.9. Lên men chính........................................................................................................ 48
I.10. Lên men phụ......................................................................................................... 61
I.11. Lọc bia.................................................................................................................... 63
I.12. Làm lạnh bia........................................................................................................ 64
I.13. Bão hòa CO2.......................................................................................................... 64
I.14. Rót............................................................................................................................ 67

I.15. Thanh trùng......................................................................................................... 68
I.16. Dán nhãn............................................................................................................... 70
Phần III: Đánh giá chất lượng bia thành phẩm........................................................72
Tài liệu kham khảo................................................................................................................ 74


Mục lục hình
Hình 1.1 Malt đen và malt vàng..........................................................................6
Hình 1.2 Đại mạch 2 hàng và 6 hàng..................................................................6
Hình 1.3 Cấu tạo hạt đại mạch............................................................................7
Hình 1.4 Búp hoa Houblon................................................................................17
Hình 1.5 Công thức α-acid................................................................................18
Hình 1.6 Công thức β-acid................................................................................19
Hình 1.7 Công thức tổng quát nhóm flavonoid.................................................20
Hình 2.1 Máy quạt sàng.....................................................................................29
Hình 2.2 Máy tách kim loại...............................................................................29
Hình 2.3 Máy nghiền phun ẩm..........................................................................31
Hình 2.4 Giản đồ đun sôi 3 lần..........................................................................37
Hình 2.5 Nồi nấu dịch nha.................................................................................38
Hình 2.6 Thùng lọc hiện đại..............................................................................41
Hình 2.7a Thiết bị đun hoa gia nhiệt bên trong.................................................45
Hình 2.7b Bộ phận cấp nhiệt bên trong.............................................................45
Hình 2.8 Thiết bị Whirlpool..............................................................................46
Hình 2.9 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng...............................................47
Hình 2.10 Chu trình đường phân.......................................................................49
Hình 2.11 Sơ đồ hình thành và khử vinal dixeton, diaxety..............................55
Hình 2.12 Thiết bị lên men................................................................................60
Hình 2.13 Máy lọc đĩa.......................................................................................65
Hình 2.14 Nguyên tắc làm việc máy lọc đĩa.....................................................65
Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý hệ thống bão hòa CO2...........................................66

Hình 2.16 Cấu tạo máy chiết chai.....................................................................68
Hình 2.17 Các giai đoạn chiết chai....................................................................69
Hình 2.18 Thiết bị thanh trùng tunel.................................................................70
Hình 2.19 Nguyên tắc làm việc của máy dán nhãn...........................................70

Mục lục bảng
Bảng 1.1 Thành phần hóa học hạt đại mạch........................................................8
Bảng 1.2 Sự khác nhau các quy trình sản xuất malt.....................................14
Bảng 1.3 Đặc điểm về chỉ số hóa học của malt đen và malt vàng............15
Bảng 1.4 Thành phần hóa học hoa Houblon....................................................18
Bảng 1.5 Thành phần α-acid...................................................................................19
Bảng 1.6 Thành phần β-acid...................................................................................19
Bảng 1.7 Thành phần các khoáng cần cho nấm men....................................24
Bảng 1.8 Các enzyme và các cơ chất chuyển hóa...........................................25
Bảng 2.1 Ảnh hưởng của mức độ nghiền..........................................................31


Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đường hóa................................................39
Bảng 2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến pH tối ưu của enzyme..........................40
Bảng 2.4 Sự phụ thuộc giữa pH môi trường với thời gian và hiệu suất đường
hóa 40

Phần I
Nguyên liệu sản xuất bia đen
Bốn loại nguyên liệu chính cần dùng cho quá trình sản xuất bia đen là: malt đen, malt vàng, hoa
houblon, nước, nấm men và một số nguyên liệu phụ khác. Chất lượng của chúng quyết định đến chất
lượng của bia thành phẩm.

I.1. Malt đen, malt vàng:

Hình 1.1 Malt đen và malt vàng


Malt đen là nguyên liệu chính trong sản xuất bia đen. Màu của bia được quyết định bởi màu
của malt, malt vàng sản xuất bia vàng, malt đen kết hợp với malt vàng dùng để sản xuất bia đen.
Malt đen có hàm lượng lớn melanoit, là hợp chất màu nâu, vàng nhạt đến cánh dán. Malt đen được
sản xuất từ hạt đại mạch.

I.1.1. Hạt đại mạch:
Đại mạch là loại ngũ cốc mà có các bông đại mạch đặc trưng bởi các hạt dài. Nó được phân
thành 2 loại: đại mạch hai hàng (Hordeum distichum) và đại mạch sáu hàng (Hordeum
hexadistichum)

Hình 1.2 Đại mạch 2 hàng (trái) và đại mạch 6 hàng (phải)
Trong sản xuất bia, người ta chỉ sử dụng chủ yếu đại mạch hai hàng. Hạt đại mạch hai hàng to,
đầy đặn, vỏ trấu có nếp nhăn đều, mỏng. Do đó hạt đại mạch này có hàm lượng có ích tương đối lớn,
đồng thời lượng vỏ ít nên chứa không nhiều các hợp chất polyphenol và hợp chất đắng. Các hạt rất
đồng đều và có hàm lượng chất hòa tan tương đối cao.

I.1.2.Cấu tạo hạt đại mạch:
I.1.2.1. Cấu trúc bên ngoài: trong quá trình phát triển, vỏ quả bị kéo dài trong bông lúa, bông
lúa bị tách rời khi đập lúa. Tính chất của vỏ được đánh giá qua phần nhăn trên vỏ (lemna), nó đảm
bảo độ chắc của vỏ. Ở mặt dưới gọi là vỏ bụng (palea). Phần nhăn phía dưới là vùng tạo rễ, đây là
đặc điểm nhận dạng.
I.1.2.2. Cấu trúc bên trong:
Cấu trúc bên trong hạt đại mạch gồm 3 phần chính: phôi, nội nhũ và vỏ trấu.


Hình 1.3 Cấu tạo hạt đại mạch
Phôi là phần sống trong hạt. Trọng lượng phôi chiếm khoảng 2,5 – 5% trọng lượng hạt.

Phần nội nhũ có các tế bào tinh bột. Trong quá trình nảy mầm các tế bào nội nhũ cung cấp năng
lượng cho phôi phát triển.
Vỏ trấu rất mỏng và nhẹ.

I.1.3.Thành phần và tính chất của hạt đại mạch.
Hàm lượng ẩm trung bình của đại mạch thường là 14-15%. Hàm lượng ẩm có thể biến thiên từ
12% trong điều kiện thu hoạch khô ráo đến trên 20% trong điều kiện ẩm ướt. Đại mạch có độ ẩm cao
cần được sấy khô để bảo quản được lâu và không làm mất khả năng nảy mầm. 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:
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hạt đại mạch
Cacbohydrat tổng số

70,0 – 85,0 %

Protein
Các chất vô cơ
Chất béo
Các chất khác

10,5 – 11,5 %
2,0 – 4,0 %
1,5 – 2,0 %
1,0 – 2,0 %

I.1.3.1. Các hợp chất cacbohydrat:
Các hợp chất quan trọng là: tinh bột, các loại đường, xenluloza, hemixenluloza và các chất keo.
Tinh bột
Tinh bột (C6H10O5)n là cấu tử quan trọng nhất, hình thành 50 – 63 % thành phần của đại mạch.
Kích thước các hạt tinh bột hoặc lớn ( 20-30 µm ) hoặc nhỏ (1 – 6 µm) mà không có kích thước

trung bình.
Thành phần hạt tinh bột gồm 2 chất sau:
Amyloza: chiếm 20 – 25 %, tan trong nước nóng, không bị hồ hóa.


Amylopectin: chiếm tới 75 – 80 %, không tan trong nước, hồ hóa ở nhiệt độ cao.
Xenluloza:
Có 5 – 6 % xenluloza tập trung ở vỏ trấu và là tập hợp chất tạo cấu trúc. Là các chuỗi glucose
1,4 mạch dài không phân nhánh. Xenluloza không ảnh hưởng đến chất lượng bia.
Hemixenluloza:
Hemixenluloza là thành phần chủ yếu của thành tế bào nội nhũ. Bao gồm β-glucan và pentozan
kết hợp nên khung bền vững cho thành tế bào nội nhũ. Hai thành phần này có ảnh hưởng khác nhau
đến quá trình sản xuất bia và chất lượng sản phẩm. β-glucan có khả năng tạo gel gây ảnh hưởng bất
lợi cho quá trình lọc dich và lọc bia. Tác động của pentozan đến quá trình sản xuất và chất lượng bia
không quan trọng.
β-glucan: 80 – 90 %
Pentozan: 10 – 20%
Đường:
Hàm lượng đường trong đại mạch rất nhỏ, 1,8 – 2%. Các đường này là các 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 saccaroza và một ít đường glucoza,
fructoza.
I.1.3.2.Các hợp chất chứa nitơ:
Hàm lượng nitơ của 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. Hàm lượng protein
trong malt cho phép tối đa là 11,5 % tổng chất khô. Mặc dù lượng protein trong bia tương đối nhỏ
nhưng có tác động rất lớn đến chất lượng bia.
Các hợp chất chưa nitơ được chia làm hai nhóm chính: protein và các sản phẩm thủy phân.
Protein:
Là hợp chất chưa nitơ có phân tử lượng cao và rất cao, khối lượng phân tử tới 20000 – 300000,

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. Đại mạch chứa các protein sau:
• Glutelin: chiếm 30%, chỉ tan trong dung dịch kiềm loãng. Hầu hết glutelin phân bố
trong lớp alơron. Nó không bị thủy phân và thải ra ngoài theo bã hạt.
• Prolamin: chiếm 37%, tan trong cồn 80o và một phần còn sót lại trong bã.
• Globulin (edestin): chiếm 15%, tan trong dung dịch muối loãng và trong dịch hèm.
Edestin gồm 4 cấu tử (α, β, θ, γ) trong đó β-globulin (có chứa lưu huỳnh) 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 enzym tạo nên các sản phẩm protein.
Sản phẩm protein thủy phân:


Sản phẩm protein thủy phân có đặc điểm nổi bật là hòa tan trong nước và kết tủa khi đun sôi.
Hầu hết các sản phẩm protein thủy phân có trong bia thành phẩm.
Sản phẩm protein thủy phân chiếm tỷ lệ nhỏ nhất trong các hợp chất chưa nitơ của đại mạch
(~8%). Tỷ lệ này tăng trong quá trình sản xuất malt và bia. Chúng được phân loại như sau:
Loại có phân tử lượng cao gồm các proteoza, các sản phẩm phức được gọi tên tùy thuộc protein
gốc (albumin, globuloza) và các pepton phức hợp. Sản phẩm protein thủy phân cao phân tử làm tăng
độ bền bọt của bia, tuy nhiên gây đục bia.
Sản phẩm protein thủy phân có phân tử lượng thấp, gồm các khối protein nhỏ nhất, các acid
amin và peptit tạo thành do phản ứng polyme hóa.
Sản phẩm thủy phân có phân tử lượng thấp hơn là nguồn dinh dưỡng chính cho nấm men bia.
I.1.3.3.Chất béo:
Đại mạch chứa khoảng 2% chất béo, nằm chủ yếu ở lớp alơron và mầm. Chất béo hầu hết là
trigluxerit. 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.
I.1.3.4.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:
Hợp chất phophat là thành phần chính của hợp chất vô cơ, nó đóng vai trò quan trọng bởi vì có
cấu trúc của các hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của đại mạch (phitin, acid nucleic, coenzym,
protein…). Photphat được giải phóng ra từ các hợp chất này khi diễn ra các phản ứng trong sản xuất
malt và bia.
Silicat đặc biệt nhiều trong vỏ trấu và trong hạt tinh bột. Chúng có thể chuyển sang dạng keo và
nhận thấy trong cặn bia.
Một số muối khá quan trọng trong sản xuất bia cung cấp các nguyên tố vi lượng cho nấm men
và bia như Zn.
I.1.3.5.Các hợp chất khác:
Trong đại mạch có một số hợp chất khác, tuy với số lượng nhỏ nhưng chúng tác động không
nhỏ đến chất lượng bia và quá trình sản xuất. Đó là các hợp chất polyphenol, tanin và vitamin.
Polyphenol và tanin:
Chúng nằm ở vỏ trấu và trong lớp alơron của đại mạch. Với số lượng lớn chúng tạo vị đắng và
khó chịu. Hàm lượng của chúng tăng theo độ dày vỏ trấu.
Các vitamin:
Là các nguyên tố dinh dưỡng, được tạo ra do cây trồng chứ không phải do sự trao đổi chất của
tế bào. Chúng có chức năng riêng quan trọng cho quá trình trao đổi chất của tế bào. Đại mạch chứa
chủ yếu các vitamin sau:
B1 (thiamin): chủ yếu ở phần ngoài của hạt.
B2 (riboflavin)
C (acid ascorbic): số lượng ít.
E (tocophenol): trong chất béo của mầm.
Các emzyme:


Có bản chất là các protein tan trong nước, được tiết ra bởi các tế bào sống và hoạt động như các
chất xúc tác sinh hóa, có hoạt tính sinh học rất cao, có cấu tạo phân tử phức tạp và giữ một vai trò
đặc biệt quan trọng trong công nghệ sản xuất bia.
Ở giai đoạn hình thành hạt, hoạt lực của các nhóm enzyme rất cao. Đến giai đoạn chính, hoạt

lực của chúng giảm một cách đáng kể. Và đến lúc hạt sấy đến hàm ẩm 13% thì hầu hết hệ enzyme
trong hạt trở thành trạng thái liên kết. Đến giai đoạn ngâm, hạt hút nước bổ sung đến 43-44% thì hệ
enzyme được giải phóng khỏi trạng thái liên kết, chuyển thành trạng thái tự do. Đến giai đoạn ươm
mầm hoạt lực của enzyme đạt đến mức tối đa, nhờ đó mà đến lúc đường hóa chúng có khả năng thủy
phân gần như hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhủ của hạt. Các sản phẩm thủy phân
được hòa tan vào nước và trở thành chất chiết trong dịch đường.
Trong hạt đại mạch, chứa 1 lượng enzyme rất phong phú, chúng được sắp xếp vào các nhóm
khác nhau. Theo khóa phân loại trong hóa sinh học, chúng được phân thành hai nhóm chính:
hydrolaza và decmolaza.
Hydrolaza (nhóm enzyme thủy phân)
Phụ thuộc vào cơ chất bị thủy phân, các enzyme xúc tác được chia thành các nhóm:
cacbohydraza, proteaza và esteraza.
Cacbohydraza:
Nhóm enzyme này thủy phân gluxit cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử hơn. Trong
nhóm này có hai phân nhóm nhỏ: polyaza và hexozidaza. Hexozidaza là những enzyme xúc tác thủy
phân disaccharid, trisaccharid và một số glucozid khác, còn polyaza là những enzyme thủy phân
gluxit cao phân tử. Chúng bao gồm: diastaza (amylaza) và sitaza.
Diastaza
Diastaza phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin. Đây là nhóm enzyme
quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia. Diastaza bao gồm 2 enzyme: α-amylaza và β-amylaza.
Enzyme α-amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin. Nhờ quá trình phân cắt này, độ
nhớt của dịch cháo nhanh chóng giảm xuống. Trong kĩ thuật sản xuất bia, quá trình này được gọi là
quá trình dịch hóa. Trong đại mạch khô, không chứa α-amylaza hoạt tính. Chúng chỉ được hoạt hóa
tại giai đoạn ngâm và ươm mầm. Là enzyme chịu nhiệt nhưng kém chịu chua. Nhiệt độ tối ưu của nó
là 70oC còn pH là 5,7.
Enzyme β-amylaza tác động trực tiếp lên mạch amylaza, mạch nhánh và hai đầu mạch chính
của amylopectin. Sản phẩm của quá trình phân cắt này là đường maltoza và dextrin. Nhiệt độ thích
hợp cho enzyme này hoạt động là 63oC còn pH là 4,7.
Sitaza:
Bao gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thủy phân hemixelluloza thành các

sản phẩm trung gian, còn enzyme sau thủy phân các sản phẩm trung gian thành sản phẩm cuối cùng
là pentoza và hexoza. Nhờ có quá trình phân cắt này, thành tế bào mới bị phá hủy, tạo điều kiện
thuận lợi cho các enzyme khác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực. Cũng do thành tế bào bị phá vỡ
mà đến lúc sấy thì hạt trở thành xốp. Trong kĩ thuật sản xuất malt, hiện tượng này ảnh hưởng trực
tiếp đến mức độ nhuyễn của bán thành phẩm.
Proteaza:


Các enzyme ở nhóm này thủy phân protein thành các sản phẩm trung gian và sau đó một số
trong các hợp chất này tiếp tục bị phân cắt đến sản phẩm cuối cùng là acid amin và amoniac.
Proteinaza:
Nhóm này thủy phân protein thành albumoza và pepton. Sau đó chúng tiếp tục bị phân cắt
thành các peptid và polupeptid.
Peptidaza:
Peptidaza bao gồm hai enzyme: dipeptidaza và polypeptidaza. Chúng tác động lên phân tử các
dipeptid và polypeptid để phân cắt chúng thành acid amin.
Amidaza:
Chức năng chính của enzyme này là cắt nhóm amin khỏi acid amin để tạo thành acid hữu cơ và
giải phóng NH3.
Esteraza:
Nhóm enzyme này phân cắt mối liên kết este giữa các hợp chất hữu cơ khác nhau, hoặc giữa
các hợp chất hữu cơ và vô cơ. Nhóm này chia thành 2 nhóm nhỏ: lipaza và phosphataza.
Lipaza:
Chúng phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc cao. Enzyme này
được phân bố chủ yếu ở phôi và lớp alơron.
Amilophosphataza:
Enzyme này tham gia hỗ trợ quá trình thủy phân tinh bột. Chúng cắt mối liên kết este của acid
phosphoric trong phân tử amilopectin. Nhờ có quá trình này, tinh bột được hồ hóa một cách dễ dàng.
Fitaza:
Enzyme này phá vỡ mối liên kết este giữa acid phosphoric với inozit, tức là chúng tham gia

thủy phân fitin. Quá trình này đóng một vai trò rất quan trọng trong công nghệ sản xuất bia, vì H3PO4
được giải phóng sẽ làm tăng độ chua tác dụng và tăng cường lực đệm của dịch đường.

Decmolaza (enzyme oxy hóa – khử):
Nhóm enzyme decmolaza xúc tác phản ứng oxy hóa – khử của quá trình hô hấp và phân giải
yếm khí gluxit (thực chất là quá trình lên men rượu), nghĩa là chúng tham gia trực tiếp vào quá trình
trao đổi chất của tế bào. Nhóm enzyme này đóng vai trò quyết định trong việc hoạt hóa và phát triển
của phôi giai đoạn ươm mầm.

I.1.4.Quy trình sản xuất malt đen:
Quy trình sản xuất malt đại mạch hai hàng như sau: phân loại hạt, làm ướt, ươm mầm, sấy và
tách mầm. Mục đích chính của quy trình sản xuất malt là làm hoạt hóa và sinh tổng hợp các emzyme
trong hạt đại mạch, thủy phân một phần cơ chất trong hạt và tổng hợp một số hợp chất màu và mùi
đặc trưng cho malt.
Chúng ta cần chú trọng đến quá trình sấy malt vì đây là công đoạn quan trọng quyết định đến
việc tạo ra 2 loại malt khác nhau là malt đen và malt vàng.
Theo GS Hoàng Đình Hòa, Viện Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, Đại học Bách
khoa Hà Nội cho hay: Màu vàng, đen hoặc nâu của bia được quyết định bởi loại hạt malt quyết định.


Bia vàng sản xuất từ malt vàng, bia đen sản xuất từ malt đen với quy trình sản xuất khác nhau. Malt
đen có hàm lượng melanoit lớn, là hợp chất màu nâu, vàng nhạt đến cánh gián.
Bia đen có màu nâu sẫm cũng là do hàm lượng chất này nhiều và quyết định hương vị của bia
đen. Các màu khác của bia đen như màu cà phê, caramen đều tùy thuộc vào màu của hạt malt và tỷ
lệ phối đấu. Bia đen có nồng độ chất hòa tan ban đầu và nồng độ cồn cao hơn bia vàng.
Sấy malt đen:
Malt đen có đặc điểm là màu nâu sẫm, hương và vị ngọt đậm, tạo bia đen có màu nâu sẫm, độ
nhớt cao, khả năng tạo và giữ bọt lớn. Tính chất này của malt hình thành từ giai đoạn sau ngâm và
nảy mầm, đến giai đoạn sấy được tăng cường thêm và định hình cho thành phẩm. Để đáp ứng được
yêu cầu cảm quan của malt đen, tiến trình sấy malt phải tuân thủ các quy tắc: chu kì sấy kéo dài, sấy

ở nhiệt độ cao, đặc biệt là giai đoạn sấy kiệt, tương quan giữa nhiệt độ và hàm ẩm phải tuân theo qui
luật nghiêm ngặt. Chu kỳ sấy malt đen là 48h và nhiệt độ tối đa là 105oC.
Giai đoạn 1: malt tươi được đổ xuống tầng sấy với độ dày 0,3 – 0,35 mm. Giai đoạn sấy kéo
dài khoảng 2 – 14h với nhiệt độ tăng dần đến 40 oC, tất cả van thông gió mở, đảo malt 2h/lần. Hàm
ẩm của malt giảm xuống 20%. Trong 3 – 4h tiếp theo, nhiệt độ nâng lên 60 – 65 oC, đồng thời từ từ
đóng các van thông gió và tăng số lần đảo malt. Chế độ này được giữ đến hết 14h sấy của giai đoạn
1.
Giai đoạn 2: chế độ sấy ở giai đoạn này bắt đầu ở nhiệt độ 50 oC và hàm ẩm của hạt là 20%.
Giai đoạn sấy trong 9 – 10h đầu, nhiệt độ sấy giữ nguyên ở 50 oC, hàm ẩm của malt giảm xuống 8 –
10%, tất cả các van thông gió mở hết cỡ, malt được đảo liên tục. Giai đoạn tiếp theo kéo dài đến hết
thời gian sấy. Ở giai đoạn này, nhiệt độ được nâng lên, cửa thông gió dần dần đóng hết và tăng
cường độ đảo trộn lớp malt (2h/lần). Trong 4-5h đầu tiên của giai đoạn này, nhiệt độ nâng lên 75 oC,
còn hàm ẩm của hạt giảm xuống 5%. Trong 3-4h tiếp theo, nhiệt độ được nâng lên 100 – 105 oC và
giữ cho đến hết chu kì. Hàm ẩm của malt chỉ còn 1,5 – 2%. Đây chính là giai đoạn sấy kiệt, bản chất
là giai đoạn nướng malt. Trong giai đoạn này, thông gió không làm việc, quá trình thông gió hoàn
toàn tự nhiên và không sử dụng các biện pháp thông gió nhân tạo.
Một trong những chuyển hóa quan trọng diễn ra trong quá trình sấy là sự tạo thành những hợp
chất có màu gọi là melanoid. Đó là liên kết của đường và acid amin diễn ra ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt
độ bình thường chỉ có sự tổ hợp không bền giữa hai chất này, nhưng ở nhiệt độ cao thì giữa chúng
diễn ra một phản ứng mạnh mẽ hơn. Tốc độ phản ứng tạo melanoid phụ thuộc vào acid amin và
đường tham gia tạo phản ứng, đường khử tham gia phản ứng tốt nhât.
Các melanoid được tạo thành từ các acid amin khác nhau có cường độ màu và hương khác
nhau. Mỗi một loại hợp chất đều có hương và vị riêng của nó, ví dụ, glyxin và alanin cho thời gian
phản ứng nhanh nhất và tạo ra melanoid có vị hơi chua còn mùi thì có mùi caramel; phenylalanin thì
lại tạo ra melanoid có màu cà phê sẫm, có mùi thơm nhẹ giống như mùi hoa hồng; còn levxin lại tạo
ra melanoid không màu, có mùi thơm của bánh mì…
Bảng 1.2 Sự khác nhau các quy trình trong sản xuất malt đen và malt vàng
Quá trình
Ngâm

Malt đen

Malt vàng


Mức độ ngâm

45-47%: Tạo điều thuận lợi để hạt

43-45%

hút thêm một lượng nước tự do, đủ
điều kiện cho mầm phát triển.

Ươm mầm
Thời gian

7-9 ngày đêm: Trong thời gian ươm 6-8 ngày đêm: Phải tạo điều kiện
mầm phải tạo được điều kiện sao tích luỹ được hoạt lực enzym thật
cho tích luỹ được nhiều đạm amin cao, đặc biệt là enzym amylaza,
và đường. Chiều dài rễ ≤ 2 lần còn hàm lượng axitamin thì ở mức
chiều dài hạt và chiều dài mầm lá ≤

độ vừa đủ, không cần cao. Có

1 lần chiều dài hạt.

chiều dài rễ ≤ 1.5 lần chiều dài hạt,
chiều dài mầm lá ≤ ¾ chiều dài hat

Hàm ẩm

Không thấp hơn 45%

Nhiệt độ

Nhiệt độ khởi đầu của ươm malt đen

Không vượt quá 42-43%

140C

là 150C
Nhiệt độ giai đoạn cuối là 210C

170C

Sấy
Chu kỳ sấy 1 mẻ

48h

24h

0.3-0.35m

0.2-0.25m

Độ dày lớp malt ở
lưới sấy tầng 2

Nhiệt độ

Nhiệt độ tăng, tối đa là 100-1050C

Nhiệt độ tăng dần, tối đa là 75800C

Hàm ẩm

3.3-3.5%


1.5-2%
Bảng 1.3 Đặc điểm về chỉ số hoá học của malt đen và malt vàng
Các chỉ số hoá học
Thuỷ phần

Malt đen

Malt vàng

Không vượt quá 5% trọng lượng.

Thời gian đường hoá
Biểu thị bàng thời gian,

20-30 phút ở nhiệt độ 700C

10-20 phút ở nhiệt độ 700C

tính bằng phút để đường
hoá hoàn toàn (không làm
thay đổi màu của dung
dịch iod)
Độ axit

pH đường hoá là 5.5-6.5

Hàm lượng chất chiết
Độ nhớt động của dịch

Hiệu suất chiết đạt75%

Hiệu suất chiết đạt 78%

Thông thường dao động từ 0.0015-0.0018N.s/m2

đường
Hàm lượng đường malt Lượng đường khử tính theo
tose

maltoza chiếm khoảng 59-

65-72%

65% khối lượng chất chiết
Đường

maltose/các

1/0.6-1/0.7

1/0.4-1/0.5

đường không maltose
Đạm hoà tan:là chỉ số Malt có chất lượng cao thì chỉ số Kolbach cao hơn 41, còn nếu
quan trọng để đánh giá thấp hơn 35 thì malt có chất lượng rất kém
mức độ thuỷ phân của
protein
Đạm fomol

10-12% so với đạm tổng (Nx6.25)
70-1200WK

Hoạt lực amylaza

160-3400WK

Hoạt lực catalaza: là chỉ
số đặc trưng cho mức độ
sấy kiệt của malt. Giá trị
càng

cao

thì

lượng

melanoid tạo thành trong

malt càng ít

10-25 đơn vị điều kiện

50-80 đơn vị điều kiện


I.1.5.Tiêu chuẩn đánh giá malt:
Theo hiệp hội bia châu Âu ( European Brewery Convention – EBC), chất lượng malt đại mạch
được đánh giá qua các chỉ tiêu cơ bản sau:
85% số hạt bị giữ lại trên rây 2,5 và 2,8 mm.
Khối lượng 1000 hạt: 25 – 35g.
Độ ẩm: không quá 4%
Độ trích ly: 79-83%
Chỉ số màu( EBC): 14-16o EBC.
Protein tổng: không quá 12%
Nitơ hòa tan: 0,55 – 0,75% so với lượng chất khô.
Chỉ số Kolbach: 35-45
Nitơ amin tự do: không thấp hơn 150 mg/100 g chất khô malt.
Hoạt lực diastatic: 200-300 WK
Độ nhớt dịch nầu theo phương pháp EBC: 1,5 – 1,6 mPa.s
Ngoài ra các phương pháp kiểm tra nhanh được sử dụng rộng rãi, việc đánh giá trực tiếp bằng
tay hạt đại mạch từ bên ngoài rất quan trọng. Các đặc tính cần kiểm tra là:
Mùi: đại mạch cần phải có mùi sạch, tươi, giống mùi rơm.
Độ ẩm: hạt phải khô, hạt rơi dễ dàng.
Màu sắc và độ sáng: phải có màu vàng nhạt giống màu rơm, màu sáng đồng nhất.
Tính chất của vỏ: hạt có vỏ nhăn đều, mỏng chứng tỏ loại đại mạch tốt, giàu chất chiết.
Tạp chất: khối hạt không có tạp chất như hạt cỏ dại, cát, sỏi, rơm rạ, kim loại, hạt vỡ,
hạt mốc hay các hạt ngủ cốc không phải đại mạch.
Hình dáng và kích thước hạt: hạt phải to đều, đầy đặn.

Sự đồng nhất: yêu cầu khối hạt phải có tỷ lệ các hạt đầy đặn cao.
Một tính chất quan trọng nữa cần quan tâm đó là năng lực nảy mầm của hạt đại mạch: một loại
đại mạch tốt để sản xuất bia cần có năng lực nảy mầm 95%.

I.2.Hoa Houblon:
Cây Houblon có tên khoa học là “Humulus Lupulus”, là một loài thân leo thuộc họ urticacée,
họ moracé. Đây là một loài thực vật khác gốc, tức là các hoa cái và hoa đực thỉ trổ ra từ các gốc khác
nhau. Trong sản xuất bia, chỉ sử dụng hoa cái vì chúng tiết ra nhựa đắng và các tinh dầu chủ yếu tạo
nên các chất thơm trong bia. Cho đến nay các loại hoa houblon dùng từ công nghiệp bia là các hoa
khô của cây cái và là sản phẩm tạo nên từ đó.


Hình 1.4 Búp hoa Houblon

I.2.1. Thành phần và tính chất các cầu tử chính của hoa Houblon:
Thành phần của hoa Houblon vô cùng quan trọng đối với chất lượng bia. Phụ thuộc vào giống,
điều kiện khí hậu và kĩ thuật canh tác, thành phần hóa học của hoa có sự khác nhau đáng kể.
Bảng 1.4 Thành phần hóa học hoa Houblon
Thành phần
Hàm lượng %
Nước
10 – 11
Nhựa đắng tổng hợp
15- 20
Tinh dầu
0,5 – 1,5
Tanin
2–5
Monosaccarit
2

Pectin
2
Amino axit
0,1
Protein
15 – 17
Lipid và sáp
3
Chất tro

5-8

Xenluloza, lignin và các chất khác

40 - 50

Các hợp chất đắng trong hoa Houblon có giá trị nhất và nằm trong các hạt lupulin. Trong thực
tế người ta vẫn chưa tìm thấy các chất này ở trong các loài cây khác.
Vai trò của chất đắng trong công nghệ sản xuất bia rất lớn, chúng tạo cho bia vị đắng dịu đặc
trưng. Ngoài ra, các chất này có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng
giữ bọt lâu. Với nồng độ khá thấp trong bia, các chất đắng có khả năng ức chế mạnh sự phát triển
của vi sinh vật. Trong sản xuất bia, người ta chỉ quan tâm tới các thành phần α và β-acid, tinh dầu và
polyphenol.
α-acid đắng:


Thường là một hỗn hợp các acid đắng và đồng phân có công thức chung và các đồng phân của
nó và có tên khoa học là Humulon. Humulon tinh khiết là một loại muối màu vàng nhạt, điểm sôi là
70-72oC, pk=5,4

Tên gọi
Humulon
Cohumulon
Adhumulon
Prehumulon
Posthumulon

Hình 1.5 công thức α-acid đắng
Bảng 1.5 Thành phần α-acid
R
%
CH2CH(CH3)2
35-70
CH(CH3)2
20-30
CH(CH3)2 CH2 CH3
10-15
CH2OHCH(CH3)2
1-10
CH2 CH3
1-5

β-acid đắng:
Hỗn hợp tinh thể không màu, điểm nóng chảy là 96-97oC. Trong quá trình bảo quản và trong
sản xuất bia, do phản ứng oxy hóa, colupulon chuyển hóa thành hulupon, hulupon có pk=2,5 và làm
cho bia có vị đắng mạnh khó chịu. Các α-acid có độ đắng gấp 9 lần β-acid.

Tên gọi
Lupulon
Colupulon

Adlupulon
Prelupulon

Hình 1.6 công thức β-acid đắng
Bảng 1.6 Thành phần β-acid
R
%
CH2CH(CH)2
30-55
CH(CH3)2
20-55
CH(CH3)CH2 CH3
5-10
CH2 CH2CH(CH3)2
1-3


Postlupulon

CH2 CH3

-

Tinh dầu thơm
Tinh dầu thơm của hoa Houblon hòa tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra mùi thơm
đặc trưng rất nhẹ nhàng và dễ chịu.Thành phần hóa học của tinh dầu thơm này rất phức tạp, trong
hỗn hợp đa dạng này phần lớn là những terpen(Mirơxen,Humulen), rượu( geraniol, linalool..),
andehit (formandehit), xeton(luparon), axit, ester .Tỉ lệ hòa tan trong nước của tinh dầu thơm không
đáng kể, chúng dễ bay hơi ở nhiệt độ thường. Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa houblon,
có đến 98% lượng tinh dầu thơm bay hơi, chỉ còn 2% tồn tại trong bia. Đối với bia vàng thì 2%

lượng tinh dầu này quyết định hương thơm của chúng.
Polyphenol
Giá trị công nghệ lớn nhất của polyphenol là chúng được dung để kết lắng và loại bỏ các hợp
chất protit cao phân tử khỏi dịch đường, làm ổn định và tang độ bền của bia thành phẩm. Các
polyphenol trong hoa Houblon đều thuộc nhóm flavonoid.

Hình 1.7 Công thức tổng quát một số hợp chất trong nhóm flavonoid
Đặc tính quan trọng của hợp chất phenol trong nhóm flavonoid là chúng dễ dàng thực hiện
phản ứng ngưng tụ tạo thành oligomer và dễ dàng polyme hóa tạo thành polyme. Các oligomer tạo
thành lại có khả năng kết hợp với các protein cao phân tử tạo thành các hợp chất không tan. Những
phenol có tính chất như vậy được xếp vào một nhóm là Tanin. Tanin trong hoa houblon có hoạt tính
mạnh hơn hẳn các hợp chất cùng loại trong đại mạch và malt. Do đó, Người ta sử dụng polyphenol
của hoa houblon để loại trừ các protein khó biến tính và kết lắng chúng ra khỏi dịch đường( các
protein đó sẽ gây đục cho bias au này).

I.2.2. Đánh giá hoa Houblon
Hoa Houblon được đánh giá bởi:
Đánh giá bằng tay
Xác định độ đắng trong hoa hoặc các chế phẩm hoa.
Đánh giá bằng cảm quan:
Mặc dù đã có phương pháp phân tích chính xác các thành phần của Houblon, nhưng việc đánh
giá bằng tay, như trước đây, vẫn có vai trò và giá trị khi đánh giá chung hoa Houblon. Theo các
phương pháp tiêu chuẩn của ủy ban sản xuất hoa Houblon châu Âu:
Việc kiểm định bao gồm:


Làm sạch
Loại bỏ các tạp chất, thân và lá cây. Có thể để 1 đoạn cuống hoa khoảng 2,5cm, có thể chấp
nhận lá và cuống gãy còn khoảng 3%.

Sấy khô:
Kiểm tra bằng cách ép hoa, hoa không được dính vào nhau hoặc mất lá, cọng giữa không bị
gãy, nếu quá ướt hoa Houblon sẽ có màu nâu sẫm, nấm mốc phát triển dễ dàng tạo nên mùi mốc.
Màu và độ bóng:
Hoa Houblon có màu xanh hơi vàng, cánh hoa phải có màu sáng ngà. Nếu hoa màu xanh xám
chứng tỏ hoa chưa chín; màu đỏ hơi vàng tới màu nâu là hoa đã quá chín, hoa sẫm màu do nhiệt sinh
ra vì hàm lượng ẩm trong hoa quá cao; hoa màu đỏ sáng có các đốm nâu do cây bị bệnh; hoa bị mốc
thường có các đốm trắng. Hoa nhiễm mốc đen có vết lốm đốm. Hoa có màu vàng sáng với cuống
còn xanh chứng tỏ hoa phun nhiều lưu huỳnh quá.
Hình dáng hoa:
Các búp hoa phải to đều, các cánh hoa xếp khít nhau. Đối với các loại hoa Houblon thơm,
cuống hoa thẳng và có lông tơ. Nếu búp hoa có các cánh hoa xếp chặt khít lên nhau chứng tỏ hoa đã
chín đủ và cần sấy khô cẩn thận, tránh để các hạt lupulin rơi ra ngoài.
Chất thơm:
Chất thơm phải có độ bền lâu, thơm dịu, dễ chịu. Khi đánh giá cảm quan Houblon, chà sát
trong tay một lúc sẽ phân biệt rõ độ tinh sạch và tinh khiết, cường độ mùi. Mỗi loại có mùi thơm đặc
biệt của nó. Mùi lạ gồm các mùi như: mùi khói, mùi cháy, mùi hành, mùi tỏi, mùi cỏ khô, mùi cỏ,
mùi dâu và mùi lưu huỳnh.

I.3. Nước:
Nước là một trong những nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia. Thành phần và tính chất của
nước ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ quá trình công nghệ và chất lượng thành phẩm. Yêu cầu đối
với nước dùng để sản xuất bia:
 Độ cứng từ mềm đến trung bình.
 Hàm lượng muối cacbonat không quá 50 mg/l.
 Hàm lượng muối Mg+2 không quá 100 mg/l.
 Hàm lượng muối clorua 75-150 mg/l.
 Hàm lượng CaSO4 150 – 200 mg/l.
 NH3 và muối NO2 không có.
 Hàm lượng ion sắt 2 không quá 0,3 mg/l.

 Vi sinh vật không quá 100 tế bào/ml.
Ảnh hưởng của các ion lên công nghệ sản xuất bia
 Ca : Thường tồn tại dưới dạng muối Ca(HCO) 3 gây ảnh hưởng xấu đến quá trình nấu bia, do
làm giảm độ axít của hồ malt và dịch đường hoá.


 Mg : Hàm lượng trong nước tuy ít hơn Ca, nhưng gây tác dụng xấu hơn Ca, vì rằng MgCO 3
thì hoà được còn MgSO4 có vị đắng chát, cả hai đều làm ảnh hưởng đến chất lượng bia.
 Na : tồn tại dưới dạng Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4, NaCl.
- Na2CO3, NaHCO3 làm giảm độ axít của hồ malt.
- Na2SO4 với hàm lượng cao sẽ tạo cho bia có vị đắng.
- NaCl nếu dưới 200 mg/l sẽ ảnh hưởng tốt đến mùi, vị bia.
Do hàm luợng Na có trong nước thường từ 15-20mg/l( tính theo Na 2O), vì vậy một số nơi cho
thêm NaCl vào quá trình nấu bia ( khi đun sôi với bia).
 K tương tự như Na.
 Fe: Thường tồn tại dưới dạng Fe(HCO3)2; hàm lượng cao sẽ ảnh hưởng xấu tới chất lượng
của bia. Vì vậy chỉ cho phép từ 0.2-0.5mg/l.
Các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hoà tan chất đắng, chất chát trong vỏ malt, nhất là
Na2(CO)3 gây cho bia có vị đắng khó chịu. Và các muối này sẽ làm hạ độ axít của hồ malt cản trở
hoạt động của các enzym trong malt.
Ngược lại các muối sunfat, muối clorit và muối nitrat của Ca và Mg lại làm tăng độ axít của hồ
malt. Qua thực tế của nhiều nhà máy bia nước ngoài và một số kết quả nghiên cứu, thấy rằng: nếu ta
cho thêm một lượng CaSO4 vào nước dùng để nấu bia, thì sẽ loại bỏ ảnh hưởng xấu của cacbonat và
bicacbonat, đồng thời làm tăng hiệu suất chất hoà tan và tăng chất lượng của bia. Tuy nhiên nếu
dùng nó quá nhiều sẽ làm ảnh hưởng tới vị của bia, do trong phản ứng sẽ tạo nhiều K 2SO4( có vị
đắng khó chịu), hoặc do tác dụng tương hỗ giữa:
CaSO4 + MgHPO4 =CaHPO4 ↓ + MgSO4 thì MgSO4 cũng gây vị đắng khó chịu.

I.4. Nấm men:
Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là chủng Saccharomyces pastorianus, 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.
Nấm men là loài vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống trong môi trường dinh dưỡng có chứa
đường, nitơ, photpho và các chất hữu cơ, vô cơ khác. Chúng là các vi sinh vật dị dưỡng có khả năng
sống trong các điều kiện hiếu khí và yếm khí.

I.4.1. Thành phân hóa học của nấm men:


Tế bào nấm men chứa 80% là nước. Bởi vậy, trong nấm men bia ép tỉ lệ giữa trọng lượng ướt
và trọng lượng khô là 4 : 1. Nguyên tố chủ yếu là cacbon, chiếm < 50% chất khô. Các nguyên tố
khác như oxy (30-35%), nitơ (75%), hydro (5%) và photpho (1%). Hàm lượng chất khoáng tổng số
khoảng 5-10% chất khô tế bào. Trong tế bào còn bao gồm rất nhiều vết các thành phần khác như
nhôm, canxi, đồng, crôm, sắt, chì, natri, kali, lưu huỳnh, magie, niken,…
Các nhóm thành phần chính gồm các chất cao phân tử, đó là protein (40-45% chất khô),
cacbonhydrat (30-35%), acid nucleic (6-8%) và lipit (4-5%). Thành phần chính xác của các nhóm
cao phân tử trong mỗi chủng nấm men khác nhau do điều kiện nuôi cấy, pha phát triển.

I.4.2. Cấu tạo tế bào nấm men:
Thành tế bào: được cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau, trong đó đáng kể nhất là: glucan,
manan, protein, lipit và một số thành phần nhỏ như kitin.
Màng nguyên sinh chất: tương tự như màng nguyên sinh chất của vi khuẩn, gồm có các hợp
chất phức tạp như protein, photpholipit, enzym permease. Trong thời kì còn non, màng nguyên sinh
chất bám sát lấy thành tế bào, làm cho khả năng trao đổi chất của nấm men trở nên mạnh. Ngược lại
khi tế bào già, màng nguyên sinh chất co lại, vì thế khả năng trao đổi chất giảm.
Chất nguyên sinh: thường có màu xám. Khi tế bào còn non hầu như không nhận thấy, càng về
già ta càng thấy có sự thay đổi rõ rệt
Nhân tế bào: tế bào nấm men có nhân thật, nhân thương có hình bầu dục hay hình cầu. nhân

được bao bọc một lớp màng, bên trong là lớp dịch nhân, trong đó có một thể rắn là hạch nhân hay
nhân con.
Không bào: trong mỗi một tế bào nấm men có 1 hay nhiều không bào. Không bào chứa dịch tế
bào, bên ngoài được bao bởi màng không bào, hình dạng không bào thay đổi tùy theo tuổi và trạng
thái sinh lý.
Ty thể: như một nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào hoạt động. về cấu tạo ty thể chia làm
nhiều lớp sau:
Màng phía ngoài chia làm 3 lớp.
Màng phía trong giữa các vách cũng có 3 lớp.
Ribosome: chúng tham gia qua trình tổng hợp các hợp chất trong cơ thể.

I.4.3. Các chất dinh dưỡng cho nấm men:
Nguồn thức ăn chủ yếu cho nấm men là các chất hữu cơ ở dạng dễ hấp thu và các chất vô cơ.
Ngoài ra, để nấm men phát triển bình thường cần một lượng nhỏ các yếu tố vi lượng và các chất kích
thích. Nguồn thức ăn cho nấm men rất đa dạng, do đó cần nghiên cứu riêng từng nguồn.
Nước:
Không có nước không thể có quá trình đồng hóa thức ăn và quá trình trao đổi chất bên trong tế
bào.
Nguồn cacbon:
Nguồn cacbon là nguồn chủ yếu liên quan đến quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng
lượng. Nấm men có khả năng đồn hóa hoàn toàn đường glucoza, frutoza và mannoza. Ngoài ra, tùy
thuộc vào chủng giống, nấm men còn có thể đồng hóa hoàn toàn hoặc một phần nào đó đường
galactoza.


Đường disaccarit cần quan tâm tới là saccaroza, lactoza, melibioza. Nấm men đồng hóa lên
men rất tốt maltoza và saccaroza, đồng hóa hoàn toàn hoặc một phần đường lactoza. Riêng
melobioza chỉ lên men được khi có enzyme melibioza.
Nấm men nổi (lên men nổi) chỉ lên men được 1/3 raffinoza sau khi phân giải ra một phân tử
fructoza và melibioza. Nấm men chìm (lên men chìm) có khả năng thủy phân hoàn toàn raffinoza do

có enzyme invectaza và melibioza.
Các polysaccarit cần được thủy phân hoàn toàn bằng acid hoặc enzyme thì nấm men mới có thể
sử dụng được.
Nguồn nitơ:
Ý nghĩa chủ yếu của nguồn nitơ là cung cấp cho tế bào nguyên liệu để hình thành các nhóm
amin và imin để tổng hợp nên protein và các hợp chất khác của nguyên chất.
Các chất khoáng:
Trong môi trường dinh dưỡng cần phải có một lượng nhất định các chất khoáng để bảo đảm
cho tế bào phát triển. Nếu trong môi trường tổng hợp thì các chất khoáng sau đây cần cho nấm men:
Bảng 1.7 Thành phần các khoáng cần cho nấm men

Chất khoáng
K2HPO4
KH2PO4
MgSO4.7H2O
MgSO4.4H2O
FeSO4.7H2O
ZnSO4.7H2O
CuSO4.5H2O
Na2SO4
CaCl2

Hàm lượng (g/l)
1-2
1-2
0,2-0,5
0,02-0,1
0,05-0,2
0,02-0,1
0,01-0,05

0,01-0,02
0,02-0,05

Các chất kích thích sinh trưởng:
Thường là các vitamin và các acid amin. Các loại vi sinh vật khác nhau có nhu cầu về vitamin
rất khác nhau. Đa số các chủng nấm men đang ở giai đoạn nhân giống cần đến isositol, canxi
pantothenat, thiamin và đặc biệt là biotin.

I.4.4. Các enzyme thủy phân gluxit đơn giản chính trong tế bào nấm men
S.pastorianus :
Bảng 1.8 Các enzyme và các cơ chất chuyển hóa
Enzyme
Trehalaza

Cơ chất chuyển hóa
Trehaloza

Glucoamylaza (amyloglucosidaza)

Tinh bột, dextrin, α-glucosit

Maltaza (α-glucosidaza)
Isomaltoza (oligo 1,6-glucosidaza)

Maltoza, saccharoza, maltotrioza, p-nitrophenyl-αglucosit, melezittoza.
Isomaltoza saccaroza, α-methyl glucosit, pnitrophenyl-α-glucosit.


Invertaza (β-fructofuranoza)

Saccaroza, raffinoza

Melibioza (α-galactosidaza)

Melibiaza, raffinoza, p-nitrophenyl-α-galatosit.

Zimaza

Hệ enzyme chuyển đường đơn giản thành etylic.

I.4.5. Các đặc tính cơ bản mong muốn có trong chủng nấm men dùng trong
sản xuất bia:
Tốc độ lên men nhanh.
Sử dụng đường có hiệu quả, tạo độ cồn cao.
Có khả năng chịu cồn, áp suất thẩm thấu, oxy, nhiệt độ, và nồng độ CO 2 phù hợp với
từng nhà máy.
Có khả năng kết bông và kết lắng tốt.
Có khả năng sống sót cao cho mục đích tái sử dụng.
Sản phẩm tạo ra bao gồm các hợp chất hương và vị đặc trưng cho bia.
Đặc tính di truyền ổn định cao.
Căn cứ vào những đặc tính mong muốn trên, ta sẽ chọn nấm men lên men chìm: S.pastorianus .
Chủng nấm men này ngoài các đặc tính của chủng nấm men chìm, chúng còn có những ưu điểm nổi
bật sau:
Lên men mạnh trong lòng môi trường: Khi hết nguồn cacbon trong môi trường, có xu
hướng kết chùm, chuỗi và lắng nhanh xuống đáy thùng lên men, làm trong bia.
Lên men được glucose, manose, galactose, fructose, saccharose, maltose, đặc biệt
đường rafinose và các dextrin đơn giản.
Khả năng tái sử dụng tốt (6-8 đời) tỉ lệ tế bào chết<10%.
Sinh sản tốt ở 8-25oC. Ở nhiệt độ thấp 2-8 oC chúng sinh trưởng chậm nhưng vẫn lên
men mạnh.

I.5. Các nguyên liệu phụ khác:
Trong sản xuất bia, người ta còn dùng một số nguyên liệu phụ khác như chế phẩm enzyme (để
hỗ trợ phản ứng thủy phân trong quá trình nấu dịch nha hoặc xử lý bia sau lên men), chất chỉnh pH,
các muối khoáng (để tăng cường hoạt tính enzyme trong nguyên liệu hoặc hoạt tính trao đổi chất của
nấm men).


Phần II
Quy trình công nghệ sản xuất bia đen


Malt vàng và
các malt khác

Malt đen
Phối trộn
Tách tạp chất

Tạp
chất

Nghiền
Nước

Nấu dịch nha

Nước

Lọc dịch nha và rửa bã

houblon

Nấu dịch nha với hoa
houblon
Tách bã houblon

Bã
malt

Bã
houblon

Làm lạnh
Không khí vô trùng

Cung cấp oxy cho dịch nha

Nấm men
bia

Cấy giống

Nhân giống

CO2

Lên men chính

I. GiảiBãthích quy trình:

men
I.1. Tách tạp chất:

Lên men phụ

Cặn
men

Mục đích công nghệ:chuẩn bị
Lọc bia
Malt có thể bị lẫn một số tạp chất như rơm rạ, bụi, kim loại…tách tạp chất là một quá trình làm
Cặn
sạch nguyên liệu
khi đưa vào sản Bão
xuất.hòa CO
COtrước
2
Các biến đổi2 nguyên liệu:
Quá trình tách tạp chất không gây ra những biến đổi hóa học bên trong hạt nguyên liệu.
Rót chai và đóng nắp
Bao bì
Thiết bị:
Ta làm sạch malt bằng thiết bị với hệ thống rây và quạt. Rây sẽ tách các tạp chất có kích thước
Thanh trùng
quá lớn hoặc quá nhỏ ra khỏi hạt. Còn quạt sẽ tách đi những tạp chất nhẹ như bụi, rơm rạ…
Dán nhãn

Bia
ch
ai

Hình 2.1 Máy quạt sàng
1- Đại mạch; 2-tạp chất lớn; 3-rơm; 4-tạp chất bé; 5-đại mạch sạch; 6-bụi; 7-con quay điều
chỉnh hạt

Hình 2.2 Máy tách kim loại
a- Nam châm vĩnh cửu ; b- nam châm điện từ
1-Nam châm ; 2-tang quay ; 3-van điều chỉnh dòng hạt ; 4-đại mạch chưa làm sạch ; 5- đại mạch đã
làm sạch
Thông số công nghệ:
Máy quạt sàng: kích thước lỗ sàng – sàng thứ 1, sàng thứ 2.
Máy tách từ: dòng chảy của malt.

I.2. Nghiền:
Mục đích công nghệ: chuẩn bị
Giảm kích thước nguyên liệu, chuẩn bị cho quá trình nấu dịch nha. Nhằm phá vỡ cấu trúc hạt,
cấu trúc tế bào, tạo điều kiện thụân lợi cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần nội nhũ nhanh
hơn và thúc đẩy các quá trình sinh lý, sinh hoá xảy ra trong nguyên liệu khi nấu nhằm thu nhận chất
chiết trong quá trình nấu đạt hiệu quả cao, dịch đường có chất lượng tốt nhất từ nguyên liệu ban đầu.
Vỏ trấu: Vì trong vỏ malt có nhiều tannin nên cần tránh làm nát vỏ để hạn chế lượng tannin
được trích ly vào trong dịch, làm cho bia có vị đắng rất khó chịu. Mặt khác, mục đích của việc giữ
vỏ malt nguyên vẹn là để sử dụng như chất trợ lọc cho quá trình lọc dịch đường, giúp quá trình lọc