BÀI BÁO CÁO CÔNG NGHỆ LÊN MEN 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

BỘ GIÁO DỤC  ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


BÀI BÁO CÁO
CÔNG NGHỆ LÊN MEN 2
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA
GVHD: Trương Phước Thiên Hoàng
Lớp DH09SH

Tháng 2/2012



DANH SÁCH NHÓM
1.
2.
3.
4.
5.

Trầm Thị Cẩm Nhung
Trầm Thị Mỹ Hương
Nguyễn Thị Liễu
Huỳnh Thị Phương Thanh
Nguyễn Thị Hồng Vân

09126289
09126283
09126105

09126193
09126267


MỤC LỤC
I. NGUỒN GỐC BIA.........................................................................................2

II.THÀNH PHẦN BIA......................................................................................3
II.1 Nước..................................................................................................3
II.2 Mạch nha...........................................................................................4
II.3 Hoa bia(Hublông)..............................................................................4
II.5 Men bia..............................................................................................5
II.6 Các chất làm trong.............................................................................5
III.NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA..............................................................6
III.1 Gạo...................................................................................................6
III.2 Malt..................................................................................................6
III.3 Men..................................................................................................7
III.4 Hoa Hupblon....................................................................................8
III.5 Nước.................................................................................................8
IV.CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA..........................................................8
IV.1 Quá trình đường hóa........................................................................8
IV.2 Quá trình Hupblon hóa....................................................................9
IV.3 Quá trình lắng trong và làm lạnh.....................................................9
IV.4 Lên men...........................................................................................10
IV.5 Chiết bia...........................................................................................14
V.PHÂN LOẠI BIA...........................................................................................14
V.1 Ale.....................................................................................................15
V.2 Lager.................................................................................................15
V.3 Loại bia hỗn hợp...............................................................................15

I. NGUỒN GỐC BIA


Nguồn gốc bia: bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài ngừơi đã tạo ra, có niên đại it
nhất là tứ thiên niên kỷ 5 TCN và đã được ghi chép lại trong các thư tịch cổ của Ai Cập cổ đại và
Lưỡng Hà (Mesopotamia).
Giống như phần lớn các chất chứa đường khác có thể bị lên men một cách tự nhiên, rất có thể
là các đồ uống tương tự như bia đã được phát minh một cách độc lập giữa các nền văn hóa trên
toàn thế giới. Việc kiểm định hóa học các bình gốm cổ phát hiện ra rằng bia (tương tự như rựơu
vang) đã được sản xuất khoảng 7.000 năm trước ở khu vực ngày nay là Iran và là một trong số
các công nghệ sinh học đã biết, trong đó các quy trình sinh học của sự lên men được áp dụng.
Tại Lưỡng Hà, chứng cứ lâu đời nhất về bia được cho là bức vẽ 6.000 năm tuổi của người
Sumeria miêu tả những người đang uống một thứ đồ uống bằng các cần hút bằng sậy từ thùng
công cộng. Bia cũng được đề cập tới trong thiên sử thi Gilgamesh, một trong bản trường ca
3.900 tuổi của người Sumeria để tỏ lòng tôn kính nữ thần Ninkasi, vị thần bảo trợ cho bia, nó
chứa công thức làm bia cổ nhất còn sót lại và miêu tả việc sản xuất bia từ lúa mạch thông qua
bánh mì. Bia đã trở thành thiết yếu đối với tất cả các nền văn minh trồng ngũ cốc ở thế giới
phương Tây cổ xưa, đặc biệt là ở Ai Cập và Lưỡng Hà.
Bia đã từng là quan trọng đối với người la mã trong thời kì đầu, nhưng trong thời kì Cộng hòa
La Mã thì rượu vang đã thay thế bia như là một đồ uống chứa cồn được ưa chuộng hơn. Bia được
coi là đồ uống thích hợp cho những người man rợ; Tacitus đã viết một cách đầy chê bai về bia
được các giống người Đức sản xuất trong thời đại của ông.
Người Thracia cũng được biết là đã sử dụng bia sản xuất từ lúa mạch đen, thậm chí từ thế kỷ 5
TCN, như Hellanicos đã viết trong vở các opêra. Tên gọi cho bia của họ là brutos hay brytos.
Sự bổ sung hoa bia vào bia để tăng vị đắng, bảo quản và hương vị cho bia là một phát kiến
tương đối mới: trong thời trung cổ nhiều hỗn hợp khác của các loại thảo mộc thông thường được
cho vào bia chứ không phải hoa bia. Các hỗn hợp này thông thường được gọi là gruit. Hoa bia đã
được trồng tại Pháp sớm nhất là vào khoảng thế kỷ 9; văn bản cổ nhất còn sót lại có ghi chép về
việc sử dụng hoa bia trong bia có niên đại vào năm 1067 bởi nữ tu viện trưởng kiêm nhà văn
Hildegard: “Nếu người ta định làm bia từ yến mạch, nó được chuẩn bị cùng hoa bia”.

Tại châu Âu, trong thời Trung cổ, bia chủ yếu được sản xuất trong gia đình. Vào thế kỷ 14, 15
việc sản xuất bia đã dần dần chuyển từ hoạt động gia đình sang hoạt động thủ công, với các quán
bia và tu viện sản xuất bia hàng loạt để tiêu thụ.
Trong thế kỷ 15, ở Anh thì loại bia không có hoa bia được biết đến như là ale, còn việc sử dụng
hoa bia thì đồ uống đó gọi là bia. Bia có chứa hoa bia được nhập khẩu vào Anh từ Hà Lan sớm
nhất là từ năm 1400 ở Winchester, và hoa bia đã được trồng trên quốc đảo này từ năm 1428.
Tính phổ biến của hoa bia ban đầu là hỗn hợp - Công ty bia rượu London đã đi xa tới mức ra
thông báo “ không hoa bia, không thảo mộc hoặc những gì khác tương tự được cho vào bất kỳ
ale hay rượu (mùi) nào sẽ được sản xuất – mà chỉ có liquor (nước), mạch nha, và men bia”. Tuy
nhiên, vào thế ký 16, ale đã được dùng để chỉ các loại bia mạnh (nồng độ cồn cao) bất kỳ và tất
cả các ale và bia điều sử dụng hoa bia.
Năm 1516, William IV, công tước xứ Bavaria, đã thông qua Reinheitsgebot (Luật tinh khiết),
có lẽ là quy định về thực phẩm cổ nhất còn áp dụng đến nay, Gebot quy định rằng thành phần
của bia chỉ được bao gồm nước, lúa mạch hoa bia, với men bia được bổ sung sau phát kiến của
Louis Pasteur vào năm 1857. Luật của người Bavaria đã được áp dụng trong cả nước Đức như
một phần của nước Đức thống nhất năm 1871 thành Đế chế Đức dưới thời Otto von Bismarck,
và kể từ đó đã được cập nhật để phản ánh xu hướng hiện đại trong sản xuất bia rượu. Cho đến


nay, Gebot vẫn được coi là tiêu chuẩn của độ tinh khiết cho bia, mặc dầu điều này có thể gây
tranh cãi.
Phần lớn các loại bia cho đến thời gian gần đây thực chất là thứ mà ngày nay gọi là ale. Bia
lager đã được phát hiện ra một cách tình cờ vào thế kỷ 16 sau khi bia được lưu giữ trong các hầm
lạnh một thời gian dài; kể từ đó nó được sản xuất nhiều hơn ale.
Với sự phát minh ra động cơ hơi nước năm 1765, công nghiệp hóa sản xuất bia đã trở thành sự
thật. Các cải tiến mới trong công nghệ sản xuất bia đã xuất hiện cùng với sự ra đời của nhiệt kế
và tỷ trọng kế của thế kỷ 19. Đã cho phép các nhà sản xuất bia tăng tính hiệu quả và kiểm soát
nồng độ cồn. Cho đến cuối thế kỷ 18, mạch nha chủ yếu được làm khô bằng lửa do đốt gỗ, than
củi, trấu, và sau năm 1600 là từ than cốc. Nói chung không có loại mạch nha nào trong số này
được che chắn tốt khỏi khói sinh ra trong các lò sấy, và do đó các loại bia thời kỳ đó có thành

phần hơi khói trong hương vị của chúng; các chứng cứ chỉ ra rằng các nhà sản xuất mạch nha và
bia thường xuyên phải cố gắng giảm thiểu sự bám khói của bia thành phẩm. Sự phát minh ra lò
nướng hình trống năm 1817 của Daniel Wheeler đã cho phép tạo ra mạch nha nướng chín kỹ và
tạo tiền đề cho sản xuất các loại bia đen (porter và stout). Sự phát minh ra vai trò của men bia
trong quá trình lên men vào năm 1857 bởi Louis Pasteur đã giúp cho các nhà sản xuất bia
phương pháp ngăn chặn vị chua của bia bởi các loại vi sinh vật không mong muốn.
Năm 1953, Morton W Coutts, một người New Zealand đã phát triển kỹ thuật lên men bia liên
tục. Morton lấy bằng sáng chế công nghệ của ông và nó là một cuộc cách mạng trong công
nghiệp bia do nó làm giảm thời gian ủ và sản xuất bia trước đây là 4 tháng xuống còn chưa đầy
24 giờ. Công nghệ của ông vẫn được sử dụng nhiều nhà sản xuất bia lớn nhất thế giới ngày nay,
bao gồm cả Guinness.
Ngày nay, công nghiệp bia là công việc kinh doanh khổng lồ toàn cầu, bao gồm chủ yếu là các
tổ hợp được ra đời từ các nhà sản xuất nhỏ hơn. Trong khi bia chư yếu là đồ uống chứa cồn thì
một số biến thái của nó cũng tồn tại, xuất phát từ thế giới phương tây, là các loại bia đi qua công
đoạn xử lý để loại bỏ bớt cồn, sản xuất ra cái gọi là bia không cồn.

II. THÀNH PHẦN BIA
Thành phần chính của bia là nước, lúa mạch đã mạch nha hóa, hoa bia và men bia. Các thành
phần khác, chẳng hạn các chất tạo mùi vị hay các nuồn tạo đường khác được thêm vào như là
phụ gia. Các phụ gia phổ biến là ngô và lúa gạo. Các nguồn tinh bột này được ngâm ủ để chuyển
hóa thành các loại đường dễ lên men và làm tăng nồng độ cồn trong bia trong khi bổ sung rất ít
hương vị. Các nhà sản xuất bia lớn ở Mỹ sử dụng tương đối nhiều các phụ gia để sản xuất bia rất
ít hương vị với nồng độ cồn 4-5% theo thể tích.
1. Nước

Do thành phần chính của bia là nước nên nguồn nước và các đặc trưng của nó có một ảnh
hưởng rất quan trọng tới các đặc trưng của bia. Nhiều loại bia chịu ảnh hưởng hoặc thậm chí
được xác định theo đặc trung của nước trong khu vực sản xuất bia. Mặc dù ảnh hưởng của nó
cũng như là tác động tương hỗ của các loại khoáng chất hòa tan trong nước được sử dụng trong
sản xuất bia là khá phức tạp, nhưng theo quy tắc chung thì nước cứng là phù hợp hơn cho sản

xuất các loại bia sẫm màu như bia đen, trong khi nước mềm là phù hợp hơn cho sản xuất các loại
bia sáng màu, chẳng hạn như bia pilsener của Cộng hòa Séc.


2. Mạch nha

Trong số các loại mạch nha thì mạch nha từ lúa
mạch được
sử dụng rộng rãi nhất do nó chứa nhiều amylase, là
một
loại
enzym tiêu hóa giúp cho việc phá vỡ tinh bột để chuyển nó
thành đường.
Tuy nhiên, phụ thuộc vào loại cây trồng trong từng khu
vực mà các
loại ngũ cốc được/không được mạch nha hóa khác
cũng
có thể sử dụng, bao gồm lúa mì, lúa gạo, yến mạch
và
lúa mạch đen, cũng như ít phổ biến hơn là ngô và
lúa
miến.
Mạch nha được tạo ra từ hạt ngũ cốc bằng cách ngâm chúng vào trong nước, cho phép chúng
nảy mầm và sau đó làm khô hạt đã nảy mầm trong các lò sấy. Hạt ngũ cốc đã mạch nha hóa tạo
ra các enzym để chúng chuyển hóa tinh bột trong hạt thành đường có thể lên men.
Thời gian và nhiệt độ sấy khác nhau được áp dụng để tạo ra các màu mạch nha khác nhau từ
cùng một loại ngũ cốc. Các loại mạch nha sẫm màu hơn sẽ sản xuất ra bia sẫm màu hơn. Ngày
nay, trong phần lớn các trường hợp, hai hoặc nhiều loại mạch nha được phối hợp để sản xuất bia.
3. Hoa bia (Hublông)
Chất trong hoa bia quyết định cho khẩu vị của bia.

Không
những loại (giống) mà cả vùng trồng hoa bia cũng có
ảnh
hưởng đến chất lượng của bia. Ngoài ra, thời điểm và
cách
cho hoa bia vào trong lúc nấu (chia làm nhiều lần hay
một lần) cũng có ảnh hưởng đến mùi vị.
Hoa bia (tên khoa học Humulus) thường được sử
dụng để tạo vị đắng cho bia kể từ thế kỷ 17. Hoa bia
chứa một số tính chất rất phù hợp cho bia.
• Cung cấp vị đắng để cân bằng vị ngọt
của đường mạch nha.
• Tạo ra hương vị từ mùi hoa cho tới mùi cam quýt hay mùi thảo mộc.
• Hoa bia có các hiệu ứng kháng sinh giúp cho hoạt động của men bia tốt hơn trước
các loại vi sinh vật không mong muốn.
• Việc sử dụng hoa bia giúp cho việc duy trì thời gian bọt lâu hơn (tạo ra bởi các
chất cacbonat hóa bia).
Độ đắng của bia thương phẩm được đo theo thang đơn vị độ đắng quốc tế (IBUS). Trong khi
cây hoa bia được trồng bởi nông dân trên khắp thế giới với nhiều giống khác nhau, nhưng nó chỉ
được sử dụng trong sản xuất bia là chủ yếu.
 Thành phần hương liệu
+ Chất đắng
Alpha acid 3.0-5.5%*
Beta Acid 3.0-5.0%*
Cohumulon 18-28%x
Colupulon 36-44%x
+Polyphenols
Tổng cộng 4.0-5.0%*
Xanthohumol 0.2-0.3%*
+Các chất dầu hương liệu

Tổng cộng 0.7-1.3%+
Myrcen 20-28%x
Linalool 0.7-1.1%x
Beta Caryophyllen 10-15%x


Aromadendren <0.2%x
Humulen 45-55%x
Farnesen <1%x
Beta Selinen 1.0-1.5%x
Alpha Selinen 1.0-1.5%x
4. Men bia
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 uvarum), với nhiều giống khác nhau nữa tùy thao loại
bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hóa đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn và
cacbon dioxit (CO2). 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. 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.
5. Các chất làm trong
Một số nhà sản xuất bia còn cho thêm một hay nhiều chất làm trong vào bia mà không bị bắt
buộc phải công bố như là một thành phần của bia. Các chất làm trong phổ biến là thạch- thu
được từ bong bóng cá; caragin- thu được từ tảo biển; rêu Ireland (loài tảo đỏ có tên khoa học
Chondrus crispus ) và giêlatin. Do các thành phần này có thể thu được từ động vật, việc sử dụng
hay tiêu thụ các sản phẩm động vật liên quan cần phải có các thông số kỹ thuật cụ thể trong quá
trình lọc của nhà sản xuất bia.

Quy trình công nghệ ở phân xưởng


H2O

Gạo

Malt

Nghiền

Nghiền

Hóa gạo

Hóa malt

H2O

Lọc

Hupblon hóa

Làm lạnh

Thùng lên men

III.

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIA

Nguyên liệu dùng để sản xuất bia bao gồm: gạo, malt, H 2O, men, hoa Hupblon. Trong đó malt
và hoa Hupblon là hai nguyên liệu chính dùng để sản xuất bia, nó có chất lượng cao của các hãng
cung cấp hàng đầu thế giới. Việc sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ tiên tiến và tuân tủ
nghiêm ngặt theo đúng các quy trình công nghệ cũng như các tiêu chuẩn của Việt Nam – thế
giới.
1.
Gạo: chỉ là nguyên liệu phụ (chiếm 30%), nguyên liệu chính dùng để thay thế nhằm giảm
giá thành sản phẩm. Gạo được mua từ gạo ăn binh thường, đem nghiền nát sau đó xay mịn ở
dạng tấm và được đưa vào nồi gạo. Ở nồi gạo, gạo dạng tấm được hòa tan bằng nước ở 77 oC và
hỗn hợp đó được hồ hóa ở 100oC. Trong quá trình hồ hóa có bổ sung thêm một số hóa chất như
CaCl2, CaSO4 nhằm mục đích cung cấp Ca2+ để phục vụ cho quá trình đường hóa sau này và có
bổ sung thêm 1 loại enzym chống cháy có tên thương mại là Termamyl để pha loãng dung dịch,
chống trường cháy nồi và enzym này phải là enzym chịu nhiệt cao.
2.
Malt: là một loại hạt ngũ cốc gọi là lúa mạch (chiếm 70%). Nó được nhập từ các nước
Anh, Úc, Đan Mạch. Chất lượng malt được đảm bảo theo tiêu chuẩn tập đoàn Casberg. Malt
được các nước gởi mẫu cho phòng thí nghiệm Casberg và chất lượng được gởi về Công ty bia
Huda và nó được đưa vào các SILO bể chứa. Malt dạng hạt sau khi xay được hòa tan bằng nước
ở 37oC và cho vào nồi malt. Đối với việc hòa tan malt khác với hòa tan gạo vì malt dễ bị hiện
tượng đóng cục hơn do đó malt được khuấy trộn dưới dạng phun nước trước khi cho vào nồi


phun. Malt còn được dùng để tạo màu cho bia, với malt bình thường không đủ độ màu vì thế
người ta thêm malt “đen” để tăng độ màu từ 4-6 EBC.
3.
Men: là chất xúc tác có nguồn gốc protein, đó là những phân tử có cấu tạo từ acid amin
và có cấu trúc không gian xác định của mạch polypeptid. Tác dụng xúc tác là nhờ các quá trình
lên men. Đó là những quá trình trong đó xảy ra sự thay đổi thành phần hóa học của chất gây ra
do kết quả hoạt động của các vi sinh vật nào đó (ví dụ men rượu, nấm hoặc vi khuẩn). Trong

những trường hợp này, những chất men do vi sinh vật tạo ra là những yếu tố hoạt động xúc tác.
Chất men vẫn giữ được tính hoạt động và khả năng tác dụng của nó khi lấy nó ra khỏi vi sinh
vật. Mỗi loại men có một hương vị riêng.
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 hòa
tan, các hợp chất Nitơ (các acid amin, peptid), 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
hóa các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển và lên men của nấm men
được tiến hành. Bài viết này xin giới thiệu về sự khác nhau về đặc tính hình thái và đặc tính công
nghệ lên men giữa nấm men chìm và nấm men nổi:
 Đặc tính hình thái
-

Nấm men chìm: hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi.
Hình dạng chủ yếu là hình cầu.
Nấm men nổi: tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo
thành như chuỗi các tế bào nấm men, còn hình đạng chủ yếu hình cầu hoặc ovan với kích
thước 7 - 10 µm.

 Đặc tính sinh lý
-

-

-

Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên men các loại đường
trisacharide, 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.
Bảng 1: Bảng đặc điểm của nấm men nổi và nấm men chìm

Đặc điểm của nấm men nổi
(Saccharomyces cerevisiae)
Trong quá trình lên men, tế bào nấm men lơ
lửng trong dung dịch lên men, tập trung nhiều
ở vùng bề mặt.

Đặc điểm của nấm men chìm
(Saccharomyces carbergesis)
Trong quá trình lên men, tế bào nấm men
thường tạo thành chùm, sau đó lắng xuống đáy
thiết bị lên men.


Thời gian lên men ngắn, nhiệt độ lên men cao
(12 – 18oC).
Không thuận tiện cho quá trình lọc. Khó thu
hồi nấm men sau khi lên men kết thúc để tái sử
dụng.
Thường được dùng để sản xuất loại bia đen và
bia có độ cồn cao

Thời gian lên men dài, nhiệt độ lên men thấp
(6 – 7oC).

Thuận tiện cho quá trình lọc và làm trong. Dễ
dàng thu nhận nấm men sau khi lên men để tái
sử dụng.
Thường được dùng để sản xuất bia vàng và
loại bia có độ cồn thấp.

4. Hoa Hupblon: dùng để tạo vị đắng cho bia. Cây Hupblon là một loại dây leo, thích hợp

khí hậu ôn đới, được trồng nhiều ở Anh, Mỹ. Có 2 loại Hupblon là: Hupblon bittermiss
và Hupblon aroma. Cả hai loại này đều phải được bảo quản ở nhiệt độ dưới 10 oC để giảm
độ mất mát của axit. Trên cây Hupblon người ta thường dùng hoa của cây để tạo vị đắng
cho bia vì hoa của cây Hupblon có vị đắng nhiều hơn.
Thành phần hóa học của hoa Hupblon như sau:
-

Độ ẩm
Cellulose
Hợp chất chứa nitơ
Tanin
Pectin
Nhựa và chất đắng
Đường
Ester
Các chất hữu cơ bền vững
Tro

9-14%
12-14%
15-24%
2-5%

9-11%
10-20%
2-4%
0.3-1%
12-20%
6-10%

5. Nước: nước có phần trăm lớn nhất trong sản phẩm bia và có ảnh hưởng lớn đến chất

lượng, đặc tính của bia trong quá trình sản xuất. Bên cạnh đó nước cũng là yếu tố quan
trọng trong việc sản xuất mầm lúa mạch.

IV.

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA

1. Quá trình đường hóa

Nồi malt tiến hành quá trình đường hóa ở 66 oC trong 1 giờ. Sau đó nâng lên 76 oC và chuyển
qua nồi lọc để tách tất cả các bã malt. Ở nồi lọc người ta thu dung dịch đầu, sau đó dùng nước
rửa ở 76oC để rửa hoàn toàn dung dịch đường còn lại. Sau đó bã hèm được thải ra ngoài và bán
cho ngành chăn nuôi. Để thử quá trình đường hóa hoàn toàn hay không người ta dùng iôt để thử.
Nếu đạt thì nâng hỗn hợp lên 76oC trực tiếp bằng hơi, lúc này thì enzym amylase bắt đầu hoạt
động.
Trong quá trình này bột được hòa chung với nước, chất bột với tác dụng của enzym trong nhiệt
độ nhất định sẽ biến thành đường.
Quá trình biến đổi này rất quan trọng cho loại cũng như chất lượng bia sau này. Mục đích
chính là hòa tan đường, minerals, cũng như một số protein quan trọng cho con mem ra khỏi
nhưng thành phần không hòa tan như vỏ trấu, chất xơ...

Nhiệt độ và thời gian trong quá trình tạo đường:
-

Khởi đầu từ 35oC giữ trong vòng 20 phút.
Tăng từ từ nhiệt độ từ 35oC đến 5oC trong vòng 10 phút.
Giữ ở nhiệt độ này khoảng 30 phút.
Tăng từ từ nhiệt độ từ 50oC đến 64oC trong vòng 15 phút.
Giữ ở nhiệt độ này khoảng 60 phút.
Tăng từ từ nhiệt độ từ 64oC đến 70oC trong vòng 10 phút.
Kiểm tra lượng bột còn sót lại trong quá trình tạo đường, nếu còn thì giữ tiếp tục ở nhiệt
độ này, còn không thì quá trình tạo đường đã chấm dứt.

Lọc
Sau quá trình tạo đường chấm dứt, tất cả được bơm qua thùng lọc. Người ta lọc hết chất lòng ra
khỏi trấu cũng như các chất xơ và mầm của cây lúa. Để lấy hết lượng đường còn bám trong trấu,
họ đổ thêm nước nóng tiếp theo sau khi lần lọc nước nguyên chất chấm dứt. Chú ý là không nên
đổ thêm nhiều nước quá và không nên để khí oxy trộn lẫn trong lúc lọc nhiều. Thêm nước nhiều
sẽ hòa tan nhiều protein và theo thời gian bia dễ bị đục (hư).
1. Quá trình Hupblon hóa

Được tiến hành tại nồi Hupblon. Ở đây lại xảy ra quá trình đường hóa trong 1 giờ. Ở hoa
Hupblon quan trọng là axit đắng.
2. Quá trình lắng trong và làm lạnh

Quá trình này được thực hiện bằng một thiết bị lắng trong gọi là Whirlpool. Dịch được đưa qua
thiết bị lắng trong ở 100oC, tất cả các cặn bã trong quá trình Hupblon được tách ra ở thiết bị này.


Dịch trong thu được đi qua thiết bị làm lạnh, dung dịch sau khi đi ra khỏi thiết bị làm lạnh có

nhiệt độ làm lạnh là 16oC và tiến hành thu dịch ở 16oC.
3. Quá trình lên men

Quá trình lên men gồm có các công đoạn sau:

Quá trình lên men: quá trình lên men là quá trình trao đổi chất qua màng tế bào.
Ở phân xưởng lên men xảy ra nhiều quá trình, tất cả các quá trình đều nằm ở thùng lên men.
Dịch lạnh ở 160C ở phân xưởng nấu theo đường ống dẫn qua các thùng lên men, ở phân xưởng
lên men có gần 50 thùng lên men, mỗi thùng lên men có đồng hồ nhiệt độ riêng. Trong 4-8 giờ
đầu tiên xảy ra quá trình men sử dụng chất dinh dưỡng trong đường, O 2 (để tăng nồng độ oxy
hóa) để tạo sinh khối cho men bia phát triển. Quá trình lên men dừng lại khi lượng O 2 giảm đến
0. Dịch đường (đường maltol) lên men được giữ ở nhiệt độ 160C vì:
•
•

Ở nhiệt độ này thích hợp cho nấm men phát triển.
Dễ chuyển đổi đường thành rượu, CO2 và một số sản phẩm phụ như các este tạo mùi
(ví dụ: este amin).

Nếu lên men ở nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra hiện tượng hỏng men, sẽ làm đục bia.
Căn cứ vào nhiệt độ để quy định số ngày lên men.
Nhiệt độ càng cao thì tốc độ lên men càng lớn.
Khi lượng đường lên men còn lại đạt giá trị không đổi (thường 7-8 ngày) thì ta bắt đầu hạ nhiệt
độ (từ 160C xuống -1,50C).
Trong 4 ngày đầu lên men người ta tiến hành thu hồi men, lúc này men đạt cực đại, nó kết
thành từng mảng lớn rồi lắng xuống đáy. Trung bình một mẻ men có thể sử dụng khoảng 10 lần
để lên men bia. Lúc nào độ lên men RDF thấp thì tiến hành thải men.
Quá trình lên men được tiến hành qua 2 giai đoạn:
-

Giai đoạn lên men chính
Giai đoạn lên men phụ
 Giai đoạn lên men chính

Sau khi dịch đường được làm sạch và đưa vào thiết bị lên men thường vào khoảng 10 – 15 %.


Nhiệt độ cho quá trình lên men chính vào khoảng 8 – 13 0C (thường duy trì ở nhiệt độ 8-90C).
Trong giai đoạn lên men xảy ra quá trình chuyển hóa đường thành CO2 và C2H5OH là chính.
Thời gian lên men chính thường nằm trong khoảng 6 –10 ngày. Quá trình này xảy ra qua bốn
giai đoạn:
•
-

-

Giai đoạn đầu: giai đoạn này kéo dài 1-5 ngày. Ở giai đoạn này xuất hiện những hiện
tượng sau:
Xuất hiện rất nhiều bọt trắng và mịn trên bề mặt diện tích lên men.
Nấm men nảy chồi và phát triển rất mạnh.
Hàm lượng chất hòa tan có trong dung dịch nước đường (dịch lên men) giảm trung bình
0,2-0,5% / ngày.
• Giai đoạn thứ hai: giai đoạn này kéo dài từ 2-3 ngày. Ở giai đoạn này xuất hiện những
hiện tượng sau:
Xuất hiện rất nhiều bọt trắng, tạo ra một lớp khá dài trên bề mặt dịch lên men.
Lượng cồn tạo ra nhiều.
Hàm lượng chất khô có trong dịch lên men giảm rất nhanh. Tốc độ giảm hàm lượng chất
khô khoảng 0,5- 1.5 % / ngày.

Đây là giai đoạn lên men mạnh nhất trong quá trình lên men. Lượng cồn, CO 2 sẽ tạo ra nhiều

nhất ở giai đoạn này.
-

pH giảm từ 5,5-6 xuống còn 4,2-4,5 do sự hình thành một số acid hữu cơ trong quá trình
lên men.
• Giai đoạn thứ ba: giai đoạn này kéo dài 3-4 ngày.

Ở giai đoạn này, lớp bọt trên bề mặt sẽ xẹp xuống dần. Trên bề mặt phủ một lớp bọt chuyển
sang màu vàng nâu.
-

Hàm lượng chất khô trong dịch lên men giảm dần với tốc độ khoảng 0,2-0,5% / ngày.
Tế bào nấm men sẽ tạo thành khối lớn, nhỏ khác nhau và lắng xuống dưới đáy thùng lên
men.
Dịch lên men trong dần.

Khi tiến hành lên men, nấm men sử dụng đường cho quá trình tăng sinh khối (giai đoạn đầu) và
quá trình chuyển thành cồn cùng các acid hữu cơ và các hợp chất khác.
Khi sử dụng đường, nấm men sẽ sử dụng glucose trước, sau đó đến fructose và cuối cùng là
maltose.
 Giai đoạn lên men phụ
•

Giai đoạn lên men phụ được thực hiện ở nhiệt độ rất thấp. Người ta thường tiến hành
quá trình lên men phụ ở nhiệt độ khoảng 1-3 0C, trong thiết bị kín, áp suất 0,2- 0,4
kg/cm2.

Thời gian tiến hành lên men phụ không phụ thuộc cố định, nó phụ thuộc vào điều kiện nhà máy
và đặc biệt phụ thuộc vào chất lượng của từng loại bia mà nhà máy sản xuất. Giai đoạn lên men
phụ nhằm 3 mục tiêu cơ bản:

-

Bão hòa CO2
Tạo hương vị cho bia, ổn định chất lượng bia
Làm trong bia


Khi mới chuyển dịch lên men từ quá trình lên men chính sang những thùng lên men phụ, lượng
CO2 trong dịch bia non này thường là 0,2%. Sau khi lên men phụ, lượng CO2 sẽ tăng lên ≥0,3%.
Mức độ bão hòa CO2 trong bia phụ thuộc 3 yếu tố: nhiệt độ, áp suất và thời gian.
-

-

-

Nhiệt độ: nhiệt độ càng thấp, khả năng hòa tan CO 2 càng cao. ở giai đoạn lên men chính, mức độ
hòa tan CO2 thấp vì lên men ở nhiệt độ cao. Ở giai đoạn lên men phụ, mức độ hòa tan CO 2 đạt
cao nhất vì trong giai đoạn này, người ta thường duy trì nhiệt độ lên men ở 1-40C.
Áp suất: áp suất càng cao, khả năng hòa tan CO2 càng cao. Trong quá trình lên men, CO2 sẽ
được tạo ra và có xu hướng thoát khỏi dung dịch lên men theo chiều từ dưới lên. Do đó, việc tạo
ra một lực đẩy CO2 ngược lại vào trong dung dịch lên men sẽ tạo điều kiện để CO 2 nằm trong
dung dịch lên men và hòa tan trong đó. Áp suất tạo ra trong thiết bị lên men kín nên duy trì ở
0,2-0,4 kg / cm2.
Thời gian lên men: thời gian lên men (nhất là lên men phụ) càng dài khả năng hòa tan CO 2 vào
dung dịch càng lớn.
Đối với bia hơi, thời gian lên men phụ khoảng 11-14 ngày.
Đối với bia chai, thời gian lên men phụ khoảng 15-21 ngày.
Thời gian này thường không cố định với tất cả các loại bia hoặc đối với tất cả các nhà máy mà
tùy theo loại bia hoặc từng nhà máy, mà người ta quyết định lên men phụ dài, ngắn khác nhau.

Quá trình lắng trong bia là một quá trình hết sức phức tạp. Trước tiên, những hạt có kích thước
nhỏ, không có khả năng hòa tan trong nước, gặp nhiệt độ thấp sẽ gắn xuống đáy thiết bị.
Ở nhiệt độ thấp, xảy ra hiện tượng đông tụ nhựa houblon, các protein, tanin. Tế bào nấm men
sẽ lắng xuống theo từng đám khi chúng liên kết với nhau. Như vậy, ở giai đoạn làm trong bia,
quá trình lắng không chỉ do nấm men mà còn do rất nhiều vật chất không tan khác. Trong quá
trình lên men phụ, cần lưu ý một số điểm quan trọng có ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng bia.
Trong quá trình lên men một số hợp chất C 4 được tạo thành như axeton, diaxetyl và 2,3butylenglycol. Diaxetyl là chất không có lợi cho bia, vì nó gây ra mùi khó chịu. nó được tạo ra
một lượng tương đối lớn do nấm men ở giai đoạn đầu của quá trình lên men. Sau đó vào lên men
phụ, tàng trữ, lượng axetyl giảm rõ rệt và chuyển thành axetoin. Nếu hàm lượng axetoin có trong
bia vượt quá 2,3 mg/l cũng ảnh hưởng tới mùi vị của bia. Trong giai đoạn phát triển mạnh, nấm
men cũng khử diaxetyl thành 2,3-butylenglycol- chất này không ảnh hưởng xấu đến bia. Nhờ các
biến đổi hóa sinh trong quá trình lên men bình thường không bị tạp nhiễm thì hàm lượng diaxetyl
trong bia khoảng 0,8-1,2 mg/l. Đây cũng là những tiêu chí hóa học biểu hiện mức độ chín của
bia.
Trong quá trình lên men phụ, tuyệt đối không cho O 2 xâm nhập vào thùng lên men. Nếu hàm
lượng oxy có trong dịch lên men bia 1 mg/l thì đã ở mức bắt đầu gây ra những quá trình oxy hóa
có hại cho vị của bia. Nếu trong dịch lên men bia hàm lượng sắt hoặc đồng ở mức 0,1-0,2 mg/l
sẽ làm tăng quá trình oxy hóa. Do đó việc kiểm soát và vệ sinh thiết bị lên men thường xuyên là
điều rất cần thiết.
Trong quá trình lên phụ, xảy ra hiện tượng tự phân của nấm men. Nếu quá trình này xảy ra ít
thì hoàn toàn có lợi cho chất lượng của bia. Nhưng nếu quá trình này xảy ra quá mạnh sẽ gây ra
hiện tượng bia bị hư hỏng rất nhanh hình thành rất nhiều mùi khó chịu, vì quá trình tự phân là
quá trình phân hủy protein của protease của chính nấm men Saccharomyces cerevisiae. Kết thúc
quá trình lên men phụ, các nhà khoa học cho thấy trong bia có khoảng 100 chất sinh hương và
tạo vị, trong đó có:






36 loại rượu khác nhau
45 loại este
28 loại acid

Số còn lại là những chất hoàn toàn khác, đóng góp vào việc tạo ra hương vị cho bia. Ngoài ra,
hàm lượng CO2 có trong bia phải ≥ 0,3 %.
Bảng 2: Các chế phẩm và đặc tính của nó
STT
1

TÊN CHẾ PHẨM
Termamye 120 L

2

Cenllulaso 1,5 L

3

Cereflo

4

ĐẶC TÍNH CỦA CHẾ PHẨM
Loại enzyme chịu nhiệt độ cao (95-1050C)
Liều lượng sử dụng: 0,05-0,1 %
Hoạt động ổn định trong dung dịch enzyme có 50-70 ppm
Ca2+ thường dùng thay thế malt lot chế phẩm dạng lỏng.
Chế phẩm thu nhận từ Tridroderma reesei

Nhiệt độ hoạt động từ 50-600C
pH hoạt động là 4,5-6
Phân hủy cellulose thành glucose, cenllubiose.
Liều lượng sử dụng : 0,2-1 kg/tấn nguyên liệu thay thế.
Đây là enzyme β -glucanase được thu nhân từ Bacillus
subtilis.
Cắt liên kết β- 1,3 và b-1,4 glucan.
Dùng trong giai đoạn dịch hóa để làm giảm độ nhớt của dịch.
Nhiệt độ hoạt động là 50-70oC.
pH hoạt động là 6.5-7.5
Fungamyl
800L

5

Neutrase

6

Finzim 200L

Chế phẩm enzyme này được
sản xuất từ nấm sợi
Aspergillus oryzac.
Enzyme này cắt liên kết α1,4-glucozit trong amylo và
amylopectin tạo thành
maltose.
Nhiệt độ tối ưu 55-600C.
pH tối ưu 4-5.
Liều lượng sử dụng 0.020.05%.

Đây là chế phẩm protease được thu nhận từ Bacillus subtilis.
Chúng thuộc enzyme protease trung bình, trong phân tử của
chúng chứa Zn2+
Khi có mặt Ca2+ hoạt tính rất ổn định.
Nhiệt độ tối ưu 45-550C
pH tối ưu 5.5-7.5
Liều lượng sử dụng 0.06-0.1%
Enzyme này thuộc nhóm enzyme β-glucanase, sản xuất từ
Aspergillus niger.
Nhiệt độ tối ưu 600C
pH tối ưu 4-5.5


Liều lượng sử dụng là 0.5-1 kg/100hl
7

Matuex L

Là enzyme chuyển hóa enzyme α-acetolectat, được thu nhận
từ Enterbacter acrogener và Bacillus licheniforms, Bacillus
brevis.
Sử dụng giai đầu quá trình lên men liều lượng 0.02 ppm.

Quá trình lọc bỏ men bia: mục đích của quá trình lọc bia là để loại các tế bào nấm men, các tạp
chất…
Bia sau khi lên men được gọi là bia non. Bia non tiếp tục đi qua máy lọc khung bản với chất
trợ lọc là đất lọc và giấy lọc. Dung dịch sau khi lọc được thu hồi là bia trong. Để đo độ trong của
bia, người ta dựa vào máy đo độ đục.
Sơ đồ khung bản

Bia non

Bia trong
Giấy lọc
Đất lọc
Sau khi lọc khoảng 2 tuần, người ta vệ sinh 1 lần để loại bỏ các cặn bã của bia non ra ngoài.
Bia non sau khi qua thiết bị lọc thu được bia trong thành phần có nồng độ alcohol 4.5% và tiếp
tục đi qua phân xưởng chiết.
4. Chiết bia

Quy trình công nghệ ở phân xưởng chiết

Chai

Máy rửa

Máy chiết
Bia thành phẩm

Thanh trùng
Dán nhãn

Chai thu hồi được đưa qua máy rửa bằng các băng tải. Quá trình rửa chia như sau: chai đưa vào
bể ngâm khoảng chừng 5 phút để bóc tất cả các nhãn hiệu. Sau đó đi vào bể xút khoảng 20 phút
để làm sạch chai, tiếp tục qua máy nước nóng để làm sạch xút, rồi qua nước ẩm, qua nước lạnh
và cuối cùng là hệ thống sấy khô. Chai sau khi ra khỏi máy rửa tiếp tục qua các băng tải khác,
các băng tải sẽ đưa chai rửa sạch qua hệ thống đèn soi để thu hồi những chai còn bẩn và chai vỡ,
rồi tiếp tục đi qua máy chiết. Bia trong được chiết vào chai bằng một thiết bị xoay tròn (mỗi
vòng như vậy chiết được 42 chai) và được đưa vào hệ thống đóng nắp chai. Trước khi qua hệ
thống đóng nắp, chai bia đã dược sục CO 2 (hóa lỏng) vào để tạo ga và đồng thời qua hệ thống

bơm nước nóng để đuổi hết O2 không khí ra ngoài nhằm diệt con men bia. Chai bias au khi đã
được đóng nắp, được cho qua hệ thống thanh trùng. Hệ thống thanh trùng gồm có nhiều ngăn, 2
ngăn lạnh rồi đến 2 ngăn nóng, tiếp theo là 2 ngăn lạnh, mỗi ngăn như vậy có một nhiệt độ khác
nhau, nhiệt độ thấp nhất là 200C, nhiệt độ cao nhất là 670C vì nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này


thì sẽ tạo 1 áp suất lớn trong chai làm vỡ chai. Có thể nâng cao độ bền cảu bia bằng cách bổ sung
enzyme protease, acid ascorbic, polyamit… là những chất ổn định bia.
Bia sau khi được thanh trùng, được cho qua bộ phận dán nhãn và đưa vào két, các két đóng
xong được đưa vào kho. Bia ra lò có nhiệt độ khoảng 36 0C. Ở phân xưởng chiết trong 1 qua 1
trình diễn ra liên tục và hầu như là cơ khí hoàn toàn.

V.

PHÂN LOẠI BIA

Có nhiều loại bia khác nhau, yếu tố chính để xác định loại bia là men sử dụng trong qúa trình
lên men. Phần lớn kiểu bia thuộc về 1 trong 2 loại lớn: ale - sử dụng lên men đỉnh, lager- sử dụng
lên men đáy. Bia có sự pha trộn của ale và lager được gọi là bia lai. Đồ uống chứa cồn sản xuất
từ lên men đường thu được từ các nguồn không phải ngũ cốc nói chung không được gọi là bia,
mặc dù chúng được sản xuất bằng cùng 1 phản ứng sinh học gốc men bia.
1. Ale: là bất cứ loại bia nào được sản xuất bằng lên men nổi, thông thường được lên men ở nhiệt

độ cao hơn so với bia lager (15-230C; 60-750F). Các men bia ale ở nhiệt độ này tạo ra một lượng
đường đáng kể các este, các hương liệu thứ cấp và các sản phẩm tạo mùi khác và kết quả là bia
tạo ra có mùi vị của hoa quả tương tự như táo, lê, dứa, cỏ, chuối, mận hay mận khô. Các khác
biệt về kiểu giữa các loại ale là nhiều hơn so với các loại lager và nhiều loại bia ale rất khó để
phân biệt chúng thuộc loại gì.
2. Lager: là loại bia được tiêu thụ nhiều nhất trên thế giới, chúng có nguồn gốc từ Trung Âu. Men
bia lager là loại men chìm, thông thường được lên men ở nhiệt độ 7-12 0C (45-550F) (pha lên

men) và sau đó được lên men thứ cấp lâu ở 0-4 0C (30-400F) (pha lager hóa). Trong giai đoạn lên
men thứ cấp, lager được làm trong và chín. Các điều kiện lạnh cũng hạn chế việc sản xuất tự
nhiên các este và các phụ phẩm khác, tạo ra hương vị “khô và lạnh hơn” của bia.
Các phương pháp hiện đại để sản xuất bia lager đã được Gabriel Sedlmayr trẻ và Anton Dreher
khai phá.
Phần lớn bia lager ngày nay dựa trên kiểu Pilsener, được sản xuất lần đầu tiên năm 1842 tại
thành phố Plzen, Cộng hòa Séc. Các loại bia lager Pilsener ngày nay có màu sáng và được
cacbonat hóa ở nhiệt độ cao, với hương vị mạnh của hoa bia và nồng độ cồn 3-6% theo thể tích.
3. Loại bia hỗn hợp:
•
•
•
•
•
•

Loại này sử dụng các nguyên liệu và công nghệ hiện đại thay vì các khía cạnh truyền thống.
Bia hoa quả và rau cỏ là hỗn hợp với một số loại phụ gia từ hoa quả hay rau cỏ, có thể lên men
bia từ trong quá trình tự nhiên.
Bia thảo mộc và bia gia vị bổ sung các chất chiết ra từ rễ, hạt, lá, hoa, quả thảo mộc hoặc các loại
cây gia vị thay vì hoa bia.
Các loại bia tồn trữ trong các thùng gỗ là các loại bia truyền thống hay thực nghiệm được lưu trữ
lưu trữ trong thùng gỗ hoặc được tiếp xúc với gỗ trong một khoảng thời gian dài.
Bia hun khói là bất kì loại bia nào mà mạch nha của nó đã được hun khói. Thường các loại bia
này có mùi và hương vị của khói.
Bia đặc biệt là cách gọi chung để chỉ các loại bia được sản xuất mà sử dụng các nguồn đường,
hạt ngũ cốc và tinh bột có thể lên men thông dụng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Công nghệ hóa sinh và enzyme, Thạc sĩ ĐINH NGỌC LOAN, Nxb Đại Học Nông Lâm
Tp.Hồ Chí Minh, 2008.




Hoàng Đình Hòa, Công nghệ sản xuất malt và bia, Nxb khoa học và kỹ thuật, 1998.