Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
––&&&

Sermina : VI

SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

Đề tài: ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT BIA

GVHD: Cô Nguyễn Ngọc Tâm Huyên
Thực hiện: Nhóm 1 DH10DL
Đỗ Phi Phúc

10157145

Nguyễn Văn Chiến

10157022

Nguyễn Tư

10157227

Phạm Thị Kim Thương

10157192

Phan Thanh Tuyền

10157221

Nông Văn Cảnh

10157014

Trang 1


Mở đầu…………………………………………………………………........5
A. Nguyên liệu và xử lí nguyên liệu …………………………………….…6
I. Malt đại mạch ……………...…………………………………………..…6
1.Thành phần hoá học của malt đại mạch……………...………………....7
a.Nước (thuỷ phần) ……………...………………………………..….7
b.Glucid……………...…………………………………………….…7
c.Các hợp chất chứa Nitơ……………...…………………………..…9
d.Các hợp chất không chứa Nitơ……………...…………………..…10
e.Pherment (enzyme) ……………...……………………………..….10
II. Nguyên liệu thay thế……………...………………………………….....11
III. Hoa huplong……………...…………………………………………......12
1.Chất đắng……………...………………………………………………...13
a.Anpha – acid đắng……………...…………………………….……14
b.Bêta – acid đắng……………...………………………………..…..14
c.Nhựa mềm……………...……………………………………..……14
d.Nhựa cứng……………...……………………………………..…...14
2.Tinh dầu thơm……………...……………………………………..……15
3.Chất chát……………...……………………………………………..…15
4.Chất có chứa Nitơ……………...…………………………………..…..15
IV. Nước……………...……………………………………………….……16
B. Giống vi sinh vật và qui trình lên men bia ...….……………………….16
B1.Giống vi sinh vật……………...…………………………………………16

I.Phân loại……………...…………………………………………….……..17
II.Đặc điểm hình thái và kích thước……………...………………………18
III.Thành phần cấu tạo……………...……………………………………18
IV.Thành phần hoá học……………...…………………………………...19
V.Sinh trưởng và sinh sản……………...…………………………….…..20
Trang 2


1.Sinh trưởng……………...………………………………………….…20
2.Sinh sản……………...………………………………………………..21
a.Sinh sản vô tính……………...…………………………………...21
b.Sinh sản hữu tính……………...………………………………….22
VI.So sánh……………...…………………………………………….…23
B2.Quá trình lên men……………...…………………………………….…24
I. Lên men chính ..………………………………………………………...24
II. Lên men phụ ….……………………………………………………….25
C. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men……………...…………….26
1.Lượng nấm men gieo cấy ban đầu……………...………………….….26
2.Nồng độ chất hoà tan của dịch đường huplong hoá………………..….26
3.Nhiệt độ của dịch lên men……………...…………………………..….26
4.Áp suất bề mặt……………...……………………………………….....27
5.Cường độ khuấy đảo dịch lên men……………...…………………..…27
6.Nồng độ của sản phẩm lên men……………...………………………...27
D.Tạo thành phẩm ...……………………………..………………………...27
1.Làm trong bia………………………………………………………..…28
2.Bão hoà CO2 ……………………………………………………….....28
3.Tăng độ bền của bia ………………………………………………......28
E.Lợi ích, tác hại của bia. ……………...…………………………………...29
I.Lợi ích……………...………………………………………………….....29
II.Tác hại……………...…………………………………………………...32

F.Thực trạng ngành bia Việt Nam……………...…………………………32
G. Chiến lược makerting_Giải pháp SICPATRACE® cho ngành bia.....33

H. Một số kiến nghị……………...…………………………………………..35

Trang 3


MỞ ĐẦU

Cội nguồn của Bia là từ Châu Á, cả ngàn năm trước
công nguyên, ở vùng đất Mesopotamia thuộc IRAQ ngày
nay. Vào thời đó, người ta dùng bột lúa mạch làm ra
bánh mì nướng, sau đó nhúng vào nước và dùng giống
men có trong thiên nhiên để ủ tạo nên một thứ thức
uống mà giờ đây,trong tiến trình phát triển, có tên gọi là
Bia. Bia là một loại nước giải khát lên men rất bồ dưỡng.
Bia có độ rượu nhẹ (hàm lượng khoảng 3-6%), có gas
(hàm lượng CO2 khoảng 3-4 g/l), có bọt mịn xốp, có
hương vị thơm ngon rất đặc trưng. Ngoài ra, bia còn
chứa một số chất bổ dưỡng:
 Chất đạm: Đặc biệt là đạm hoà tan chiếm 8-10% chất tan, bao gồm protein, peptid và amino
acid.
 Glucid: Glucid tan (70% là dextrin, pentosan – sản phẩm caramel hoá).
 Vitamin: Chủ yếu là vitamin nhóm B (vitamin B1, B2 …).
Ngoài ra, trong bia chứa một lượng enzyme khác nhau. Đặc biệt, CO 2 hoà tan trong bia có tác dụng
làm giảm nhanh cơn khát cho người uống bia, giúp tiêu hoá nhanh thức ăn và ăn uống ngon miệng, giảm
mệt mỏi, tăng phần tỉnh táo nếu như người uống sử dụng một liều lượng thích hợp
Nhờ những đặc điểm nêu trên, bia được sản xuất và sử dụng rộng rãi ở hầu hết các nước trên thế
giới.

Cũng như các công nghệ khác,quy trình sản xuất bia bao gồm ba công đoạn chính sau:
 Xử lí nguyên liệu
 Lên men
 Thu hồi – tạo thành phẩm.

Trang 4


A.

Nguyên liệu và xử lí nguyên liệu
Công thức nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất bia:
Bia = Mail đại mạch + Hoa Huplong +H2O
Ta có thể điểm qua các bước trong khâu xử lí nguyên liệu.

I. Malt đại mạch
Malt đại mạch là sản phẩm không tồn tại trong tự nhiên, nó là một sản phẩm nhân tạo: cho hạt đại
mạch nảy mầm và sự nảy mầm dừng lại ở sấy khô.
Hạt đại mạch bao gồm:
- Lớp vỏ hạt: có vai trò như một màng bán
thấm, chỉ cho nước thấm vào bên trong hạt đồng
thời giữ các chất hoà tan trong hạt không cho thấm
ra ngoài. Vỏ hạt chiếm một giá trị khá lớn nhưng
không có giá trị dinh dưỡng. Đối với công nghệ sản
xuất bia vỏ hạt gây ảnh hưởng hai mặt, mặt bất lợi
là vì trong vỏ chứa các chất màu, các chất đắng &
chất chát. Nếu những chất này hoà tan vào dịch
đường sẽ làm giảm chất lượng của sản phẩm. Mặt
lợi của vỏ là nó đóng vai trò xây dựng màng lọc
trong quá trình tách bã khỏi khối cháo.

- Nội nhũ: là phần lớn nhất đồng thời là phần giá trị nhất của hạt. Cấu trúc của nội nhũ gồm các tế
bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột, một ít protein, xelluloza, chất béo, đường.
- Phôi: là phần sống của hạt, trọng lượng cả phôi chỉ chiếm khoảng 2,5-5% so với trọng lượng của
hạt. Vai trò của phôi có tầm quan trọng đăc biệt không những đối với sự sống lưu truyền của cây mà ngay
cả trong công nghệ sản xuất bia. Quá trình chế biến hạt để trở thành malt dựa vào sự nảy mầm của hạt hay
sự phát triển của phôi. Trong giai đoạn này quá trình sinh học chủ yếu xảy ra là sự hoạt hoá và tích luỹ
hoạt lực của enzyme trong hạt. Phôi là trạm hoạt hoá và là nhà máy sản xuất enzyme, nếu thiếu nó thì cơ
sở lí thuyết của quá trình sản xuất malt coi như sụp đổ.

Trang 5


Malt đại mạch là nguyên liệu chính cho sản xuất
bia, Malt được sản xuất từ đại mạch. Quá trình quan
trọng nhất để đại mạch chuyển thành malt là quá trình
nảy mầm. Mục đích của quá trình này là biến hạt đại
mạch thành sản phẩm giàu các enzim xúc tác sinh học,
có hương vị thích hợp,màu sắcmong muốn cho loại bia
sẽ sản xuất. Hoạt hoá & nâng cao năng lực của enzim
chủ yếu có trong đại mạch, ứng dụng thuỷ phần hợp
chất cao phân tử, chuyển hoá một phần chính đại mạch
(dịch chiết, dịch lên men) khi hoạt lực enzim tăng dễ
dàng cho quá trình sản xuất bia, tạo nhiệt độ,độ ẩm và
môi trường thích hợp để phôi phát triển, hệ enzim thuỷ
phân trong hạt đại mạch giải phóng khỏi trạng thái liên kết để trở thành trạng thái tự do, tăng cường hoạt
động tích luỹ các hệ enzim như amylaza, proteaza và một số enzim khác. Nhờ lượng tích tụ trong hạt kết
quả là sự thuỷ phân tinh bột, protit, hemixenllulo, các phốt pho hữu cơ diễn ra triệt để hơn. Sau quá trình
nảy mầm đem sấy khô tách rễ và làm sạch.

1.Thành phần hoá học của đại mạch.

Thành phần hoá học của đại mạch rất phức tạp. Các chỉ số về thành phần hoá học là nhân tố quyết
định chất lượng của đại mạch để xem xét loại đại mạch đó có đủ tiêu chuẩn để sản xuất malt hay không.
Đối với cộng nghệ sản xuất bia, các hợp phần sau quan trọng hơn cả:
a. Nước (thuỷ phần).
Thuỷ phần của đại mạch có ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển và bảo quản hạt. Hàm ẩm cao sẽ
kích thích quá trình hô hấp và tự bốc nóng của hạt. Hai quá trìnhnày là nhân tố quan trọng nhất làm hao
tổn chất khô. Thuỷ phần cao quá mức cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Đặc biệt
nguy hiểm là các loại vi khuẩn hoại sinh gây thối rữa cho hạt.
b.Gluxit.
- Monosaccharit gồm glucoza, fructoza.
- Disaccharit chủ yếu là saccharoza & maltoza.
- Trisaccharit là đường raphinoza.
- Polysaccharit là hợp phần chiếm nhiều nhất trong thành phần gluxit của hạt đại mạch bao gồm:tinh
bột, xelluloza, hemixelluloza, pentoza & amilan.
 Tinh bột.
Hơn một nửa khối lượng chất khô của đại mạch là tinh bột, với chủng giống có chất lượng cao có thể
đạt 70%. Với công nghệ sản xuất malt và bia, tinh bột có 2 chức năng: thứ nhất là nguồn thức ăn dự trữ
Trang 6


cho phôi & thứ hai là nguồn cung cấp chất hoà tan cho dịch đường trước lúc lên men. Tinh bột được phân
bố chủ yếu ở nội nhũ và một phần rất ít ở phôi. Chúng tồn tại dưới dạng khối lập thể, có kích thước khá bé
gọi là “hạt tinh bột”. Tính chất hồ hoá của tinh bột có ý nghĩa lớn: tinh bột đã được hồ hoá sẽ đường hoá
nhanh hơn và triệt để hơn.
Tinh bột gồm amylopectin và amyloza. Amyloza bao gồm các gốc đường glucoza liên kết với nhau
qua cầu oxy anpha-1,4 glucozit và tạo mạch thẳng. Amylopectin bao gồm các gốc đường glucoza liên kết
với nhau qua cầu oxy anpha-1,6 và anpha-1,4 glucozid và tạo mạch nhánh. Mạch amyloza được xoắn theo
vòng và có cấu trúc không gian giống như chiếc lò xo. Khi tiếp xúc với dung dịch I 2 thì chúng bị hấp thụ
vào khoảng không của chiếc lò xo và tạo thành phức chất phản quang màu xanh. Khi cấu trúc lò xo bị phá
vỡ thì tính chất này cũng không còn. Đối với tác dụng của enzyme amylaza, mạch amyloza bị phân cắt

thành các đường đơn giản maltoza và glucoza.Amylopectin là chất vô định hình,nó không tan trong nước
nóng mà chỉ tạo thành hồ, với dung dịch I2 amylopectin chuyển thành màu tím.
Trong môi trường giàu nước tinh bột bị thuỷ phân bởi hệ enzyme amylaza để tạo thành dextrin,
đường kép maltoza, một ít glucoza và một số oligosaccharit. Các oligosaccharit này cùng với một ít
dextrin thấp phân tử hoà tan bền vững vào nước để tạo thành chất hoà tan của dịch đường trước lúc lên
men.
Sự thuỷ phân tinh bột bởi enzyme amylaza đóng vai trò lớn trong công nghệ sản xuất malt và bia vì
đây là phản ứng có tính chất nền tảng để xây dựng cơ sở lí thuyết của quá trình ngâm,ươm mầm, sấy malt
và đường hoá nguyên liệu.
 Xelluloza.
Xelluloza được phân bố chủ yếu ở vỏ trấu, chiếm khoảng 20% chất khô của vỏ. Phân tử xelluloza
gồm 2000-10000 gốc đường glcoza, xelluloza rất dai và khó bị phân cắt trong môi trường bình thường.
Xelluloza không tan trong nước, hầu như không thay đổi về thành phần và cấu trúc trong suốt tiến trình
sản xuất bia. Xelluloza đóng vai trò quan trọng trong quá trình lọc dịch đường vì lớp vỏ trấu là vật liệu tạo
lớp màng lọc phụ lý tưởng.
 Hemixelluloza.
Hemixelluloza là thành phần chủ yếu tạo nên tế bào, là một phức hệ gồm pentoza,hexozan và axit
uronic. Dưới tác dụng xúc tác của nhóm enzyme sitaza, hemixelluloza bị thuỷ phân thành hexoza và
pentoza. Tất cả những đường đơn này hoà tan bền vững vào dịch đường và tạo thành chất chiết, là nguồn
cung cấp dinh dưỡng quan trọng cho nấm men.
 Các hợp chất pectin và hợp chất keo.
Nó là dạng keo vì khi chúng hoà tan vào nước nóng thì tạo dung dịch có độ nhớt cao. Sự tồn tại của
hợp chất pectin và chất dạng keo trong dịch đường mang tính 2 mặt. Mặt tiêu cực là làm cho dịch đường
có độ nhớt cao, khó lọc, còn mặt tích cực là tạo cho bia có vị đậm đà và làm tăng khả năng tạo và giữ bọt
của sản phẩm.
Trang 7


 Saccharit thấp phân tử.
Saccharit thấp phân tử chủ yếu là một số đường đơn và đường kép. Các loại đường đơn giản trong

hạt đại mạch tuy ít nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của phôi,đặc biệt là giai
đoạn đầu của quá trình ươm mầm.
c.Các hợp chất chứa Nitơ
Hàm lượng các hợp chất chứa N2 trong đại mạch khoảng 9-10% chất khô của hạt. Tuy chiếm tỷ lệ
thấp nhưng chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của phôi, đặc biệt là giai đoạn đầu của quá
trình ươm mầm.
Protit.
Protit là chỉ số quan trọng thứ 2 sau tinh bột để đánh giá xem lô hạt có đủ tiêu chuẩn để sản xuất bia
hay không. Nếu hàm lượng cao quá bia dễ bị đục, rất khó bảo quản, nếu quá thấp quá trình lên men sẽ
không triệt để, bia kém bọt, vị kém đậm đà và kéo theo chỉ số non yếu khác. Hàm lượng protit tốt nhất cho
sản xuất bia là 8-10%. Khả năng tạo bọt và giữ bọt của bia cũng như độ bền keo của chúng phụ thuộc
trước hết vào mức độ thuỷ phân của protit. Không những thế các thông số này còn phụ thuộc vào tỷ lệ
giữa các cấu tử sản phẩm tạo thành trong quá trình thuỷ phân.
Protit trong đại mạch gồm 2 nhóm là protein và proteit:
- Protein gồm một số như levkozin, edestin, hodein và glutelin. Trong quá trình sản xuất malt và bia
thì levkozin, edestin và một phần hodein hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia còn các cấu tử khác
bị kết lắng và thải ra ngoài theo bã malt và cặn lắng.
- Proteit được tạo thành từ một phân tử có bản chất protein và một phân tử khác có bản chất phi
protein. Điểm chung của proteit là kém hoà tan hoặc hoà tan không bền vững. Trong sản xuất bia, proteit
gây ảnh hưởng âm tính trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, loại bỏ tối đa cấu tử này khỏi dịch đường là
công việc cần thiết nhưng cũng rất khó khăn.
 Các hợp chất chứa N2 phi protit.
Albumin và pepton có vai trò lớn trong việc tạo và giữ bọt đồng thời làm tăng vị đẫm đà của bia.
Nhưng ở hàm lượng cao chúng làm giảm độ bên keo của bia vì chúng chính là tác nhân gây đục. Peptit
được tạo thành từ những gốc acit amin, chúng dễ dàng hoà tan vào dịch đường để tạo dung dịch bền vững
và tồn tại trong bia như những thành phần dinh dưỡng.
Acid amin chỉ chiếm khoảng 1% chất khô nhưng có vai trò lớn trong sản xuất bia, là nguồn cung cấp
N2 cho nấm men, là tác nhân chính tạo melanoit, tham gia tạo bọt và tồn tại trong bia như một thành phần
dinh dưỡng quan trọng.
d.Các hợp chất không chứa Nitơ.

Trang 8


Polyphenol: tập trung chủ yếu ở lớp vỏ, dễ dàng kết hợp với protit cao phân tử tạo phức chất dễ kết
lắng, làm tăng độ bền keo của sản phẩm. Mặt khác sự hoà tan của polyphenol vào dịch đường lại làm xấu
đi hương và vị của bia. Chất chát và chất đắng thuộc nhóm lipoit, là nguyên nhân gây ra vị đắng khó chịu
cho bia.
Phitin là muối đồng thời của Canxi và Magiê với axit inozit photphoric, khi bị thuỷ phân tạo inozit
và axit phosphoric. Hợp chất này là nguồn cung cấp photpho cho nấm men đồng thời làm tăng độ chua
của dịch cháo ở giai đoạn đường hoá, đây là biện pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu suất thuỷ phân.
Vitamin: B1, B2, B6, C, PP2, tiền vitamin A, E, acit pantoteic, biotin, acid pholievic và những dẫn xuất
vitamin khác, chúng là nhân tố điều hoà sinh trưởng của mầm.
Chất khoáng: phân tích theo % trọng lượng tro: P 2O5 35%; SiO2 26%; K2O 21%; MgO 9%; CaO
2,8%; Na2O 2,4%; Fe2O3 1,5%; Cl 1%... Các chất khoáng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất
malt và bia: nguyên tố P tham gia hình thành hệ thống đệm của dịch đường.
e.Pherment (enzyme).
Enzyme có vai trò đặc biệt trong công nghệ sản xuất bia. Giai đoạn ươm mầm, 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 enzyme đạt mức tối đa, nhờ đó đến giai đoạn đường hoá chúng có khả năng
thuỷ phân hoàn toàn các hợp chất cao phân tử trong nội nhũ hạt. Các sản phẩm thuỷ phân được hoà tan
vào nước và trở thành chất chiết của dịch đường. Trong hạt đại mạch gồm 2 nhóm enzyme chính là
hyđrolaza và decmolaza.
 Hydrolaza gồm một số enzyme có vai trò thuỷ phân tinh bột:
- Diastaza: phân cắt tinh bột thành các sản phẩm dạng đường và dextrin gồm 2 enzyme: anpha amylaza và beta - amylaza. Enzyme anpha - amylaza phân cắt tinh bột thành glucoza và dextrin, là
enzyme chịu nhiệt nhưng lại kém chịu chua, nhiệt độ thích hợp 70oC, pH = 5,7. Enzyme beta - amylaza tác
động trực tiếp lên mạch amyloza, mạch nhánh và hai đầu chính của amylopectin, sản phẩm là đường
maltoza và dextrin, nhiệt độ thích hợp là 63oC, pH = 4,7.
- Sitaza gồm 2 enzyme: sitoclactaza và sitolitaza. Enzyme đầu thuỷ phân hemixelluloza thành các
sản phảm trung gian,còn enzyme sau thuỷ 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 bị phá huỷ, tạo điều kiện cho các enzyme

khác xâm nhập vào và nâng cao hoạt lực.
- Proteinaza là enzyme thuỷ phân protein thành albumoza và pepton, sau đó chúng tiếp tục bị phân
cắt thành peptit và polypeptit. Độ chua thích hợp cho nhóm enzyme này hoạt động là pH = 4,6-5,0,nhiệt
độ 50oC.

Trang 9


- Peptidaza gồm 2 enzyme: đipeptiaza và polypeptidaza, chúng tác động lên phân tử của các đipepti
và polypeptit để phân cắt chúng thành axit amin. Peptidaza hoạt động mạnh nhất ở pH = 7,5 và ở nhiệt độ
50-52oC.
- Lipaza phá vỡ liên kết este giữa rượu đơn hoặc đa chức với các acid béo bậc cao. Nhiệt độ tối ưu
cho hoạt động của lipaza là 35oC, pH = 5.
- Amilophosphataza tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột, chúng cắt mối liên kết este của axit
phosphoric trong phân tử amylopectin. Nhờ quá trình này tinh bột được hồ hoá một cách dễdàng hơn.nhiệt
độ tối ưu của enzyme này là 70oC, pH = 5,6.
- Fitaza phá vỡ mối liên kết este giữa axit phosphoric với inozit, tức chúng tham gia thuỷ phân fitin.
Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất bia vì H 3PO4 được giải phóng sẽ tăng độ chua tác
dụng và tăng cường lực đệm của dịch đường.
 Decmolaza:
Decmolaza xúc tác phản ứng oxy hoá khử của quá trình hô hấp và phân giải yếm khí glucid (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 hoá và phát triển của phôi ở giai đoạn ươm
mầm.

2. Chỉ tiêu, chất lượng của malt trong sản xuất bia:
Hình dáng bên ngoài của hạt:
Hạt phải thống nhất về màu sắc: vàng nhạt
óng ánh (giống như màu rơm), hạt có màu xanh
là hạt chưa chín, màu đậm là thu hoạch bị ẩm,

hạt có chấm màu nâu hoặc xám (đặc biệt là hai
đầu hạt) là dấu hiệu bị mốc, không có khả năng
nảy mầm, hạt có mùi thơm đặc trưng (giống
màu rạ tươi).
Hạt phải thống nhất về độ thuần khiết của
giống lúa: với một loại giống đại mạch có chế
độ xử lý kỹ thuật để đạt chất lượng yêu cầu.
Trong sản xuất chỉ chấp nhận 5% các hạt ngoại
lai khi dùng số lượng hạt đại mạch lớn.
- Trọng lượng đại mạch nhỏ hơn (7 - 9)% trọng lượng hạt, không dùng hạt có chỉ số lớn hơn 9%
(10% - 12%).
- Dung trọng:
Trang 10






Đại mạch loại 1 dung trọng (lon hon hoac bang) 680g/l hạt.
Đại mạch loại 2 dung trọng (650 - 680)g/l hạt.
Đại mạch loại 3 dung trọng (630 - 650)g/l hạt.

- Trọng lượng tuyệt đối: đại mạch trung bình bằng (35 - 45)g/1000 hạt.




Đại mạch loại nặng >44g/1000 hạt.
Đại mạch loại trung = (44 - 45)g/1000 hạt.

Đại mạch loại nhẹ = (35 - 40)g/1000 hạt.

Trong sản xuất chỉ dùng hai loại trên, loại thứ ba chỉ dùng với một tỷ lệ nhất định thông thường
không quá (15 - 20)%.
- Hàm lượng ẩm (w): phải đạt trung bình (10 - 15)%. Khi bảo quản tốt nhất = (12 - 13)% & không
vượt quá 13% khi tàng trữ & w tối thiểu cho phép là 10%. Trên 13% (nhất là > 15% - 16% hạt dễ bốc
nóng, khó bảo quản, nếu độ ẩm < 10% hạt nhanh chóng mất khả năng nảy mầm.
- Hàm lượng protit: di chuyển trong giới hạn (8 - 14)% chất khô của hạt. Protit càng nhiều, tinh bột
càng giảm & do đó chất hoà tan càng thấp. Đại mạch có nhiều prôtit quá thì khó chế biến. Nhưng ngược
lại protit < 8% thì không thích hợp cho sản xuất bia vì bia ít bột. Đại mạch chất lượng cao nếu protid
chiếm từ(9 - 11)% chất khô.
- Hàm lượng tinh bột: chiếm từ (55 - 65)% trọng lượng hạt. Đại mạch dùng để sản xuất bia phải có
lượng tinh bột không nhỏ quá từ (63 - 65)% tính theo chất khô.
Ngoài ra malt dùng để sản xuất bia không được lẫn cát, rác cỏ, các loại thóc khác, tất cả phải thuộc
một nhóm đồng nhất. Nhìn hạt thóc tốt, khô, vỏ mọng không có vết là loại đại mạch nhiều tinh bột chuyên
dùng để sản xuất bia vàng.

II. Nguyên liệu thay thế.
Để hạ giá thành sản xuất, cải tiến mùi vị của bia và nhằm mục đích để được lâu dài, trong sản xuất
bia người ta thường trộn lẫn một số đại mạch chưa nảy mầm hoặc các loại ngũ cốc khác để thay thế thóc
mầm, cũng có khi dùng tinh bột hoặc các loại đường (gluco, saccaro,malto...) để làm nguyên liệu thay thế.
Gạo là nông sản chủ yếu chủ yếu của các nước phương đông như Việt Nam, Trung Quốc, Nhật,
Triều Tiên... thành phần của gạo gồm tinh bột chiếm từ (70 - 75)% chất khô, các loại đường chiếm từ (2 5)% chất khô, protit từ (7- 8)% chất khô, chất béo từ (1 - 1,5)% chất khô, chất khoáng từ (1 - 1,2)% chất
khô. Ta nhận thấy rằng gạo chứa nhiều tinh bột & ít protit do đó trong quá trình nấu ta thu được một lượng
lớn các chất hoà tan (khoảng 90% chất khô).
Qua đó ta thấy gạo là một sản phẩm phụ rất tốt thường được dùng để nấu kết hợp với malt (tỷ lệ
thường là 20%) & thu được những loại bia có chất lượng cao.

Trang 11

Ngoài gạo người ta còn dùng tiểu mạch, ngô làm nguyên liệu thay thế. Tuy nhiên tiểu mạch không
có vỏ trấu và khi bột tiểu mạch tiếp xúc với nước thì protein của chúng dễ tham gia quá trình hydrat hoá
để tạo thành phức chất keo tụ. Phức chất này có đặc điểm là rất dai và dẻo, có thể kéo thành sợi được gọi
là gluten. Vì tính chất quí giá này mà tiểu mạch chỉ được dùng để sản xuất bánh mỳ, vạn bất tắc dĩ mới sử
dụng chúng trong sản xuất bia. Còn với ngô thì trong công nghệ sản xuất bia, loại ngô được dùng thay thế
malt đại mạch chủ yếu là loại trắng đục (hàm lượng tinh bột cao, protein thấp) và được sử dụng dưới dạng
bột đã nghiền nhỏ. Một trở ngại lớn khi đưa ngô vào sản xuất bia là phôi của chúng quá lớn, hàm lượng
chất béo nhiều, khó lọc và giảm độ bền keo cũng như khả năng tạo bọt của bia. Để sử dụng loại ngũ cốc
này có hiệu quả, trước lúc đưa vào chế biến dịch đường ngô phải qua một công đoạn tách phôi và vỏ.

III. Hoa huplong.
Hoa huplong là một loại cây sống lâu năm, thuộc họ cây
leo, chiều cao trung bình của cây houblon thường từ (10 - 15) m,
cây hình bàn tay. Hoa huplong gồm hoa đực và hoa cái. Trong
ngành sản xuất bia người ta chỉ sử dụng hoa cái chưa thụ phấn,
hoa đực không sử dụng được vì nó rất bé và chứa rất ít hương
lupulin. Cấu tạo của hoa huplong có những thành phần chính
sau: cuống hoa, cánh hoa và những hạt lupulin vàng óng tựa
phấn hoa. Những hạt phấn hoa này chứa chất đắng và chất thơm
của hoa huplong. Lượng hạt này phụ thuộc vào giống và điều
kiện trồng hoa huplong. Người ta đã chứng minh rằng ở điều
kiện thời tiết nhiều ánh nắng mặt trời thì hoa sẽ có nhiều hạt
lupulin hơn.

lá

Hoa huplong có hình dạng quả trứng, dài từ (3 - 4) cm, màu hoa khi chín thường từ vàng đến vàng
óng. Trọng lượng từng phần của hoa như sau: cánh hoa (66 - 67)%, hạt lupulin (19 - 20)%, cuống hoa (7 8)% và những cuống con của cánh hoa (5 - 6)%. Hiện nay có trên 100 giống hoa houblon trên thế giới.
Thành phần chủ yếu trong hoa huplong: trong hoa huplong có chứa đựng những hợp chất đặc trưng

cho loại hoa này như chất thơm, tinh dầu thơm... những hợp chất này có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật
trong sản xuất bia. Ngoài những hợp chất đặc trưng trong hoa còn chứa đựng những hợp chất khác tượng
tự các loại thực vật, một vài trong những hợp chất ấy cũng có ý nghĩa quan trọng trong kỹ thuật. Thành
phần hoá học của hoa houblon được tính ra % chất khô như sau:
 Chất đắng: (12 -21)%.
 Những chất hoà tan không có N: (26 - 28)%
 Tanin: (2,5 - 6)%.
 Chất có N: (10 - 21)%.
 Nước: (11 - 12)%.
 Cellulo: (12 - 14)%.
 Chất tro: (5 - 8)%.
Trang 12


1. Chất đắng.
Chất đắng là thành phần có giá trị nhất của hoa houblon. Nó tạo cho bia vị đắng đặc biệt và dễ chịu,
tạo một đặc tính cảm quan rất đặc biệt của bia khi hoà tan vào dịch đường và tồn tại trong bia. Các chất
đắng là những hợp chất có hoạt tính sinh học cao, tạo sức căng bề mặt giúp cho bia có khả năng giữ bọt rất
lâu. Với nồng độ khá thấp, các chất đắng cũng có khả năng ức chế rất nhanh sự phát triển của vi sinh vật.
Vì vậy chúng có tính kháng khuẩn rất cao và nhờ đó làm tăng độ bền sinh học của bia thành phẩm.
Thành phần chất đắng trong hoa houblon gồm nhiều hợp chất (tính theo % chất khô):





Anpha - acid đắng: 6-9%.
Beta - acid đắng: 3-4%.
Nhựa mềm: 5-6%.
Nhựa cứng: 1-2%.

a) Anpha - acid đắng.
Cấu tử chất đắng quan trọng số một này bao gồm 6 hợp chất: humulon, cohumulon, adhumulon,
prehumulon, posthumulon & 4– deoxyhumulon. Khả năng hoà tan của anpha - acid đắng trong nước
khoảng 500 mg/l, trong dịch đường thì ít hơn và trong bia thì hầu như không đáng kể. ở giai đoạn đun sôi
dịch đường với hoa huplong các hợp chất humulon không hoà tan trực tiếp vào mà chúng phải trải qua
giai đoạn trung gian là quá trình đồng phân hoá. Sau đó các chất đồng phân này hoà tan và bị thuỷ phân
thành các sản phẩm có độ đắng cao hơn nhiều so với hợp chất nguyên thuỷ.
b) Beta - axit đắng.
Nhóm axit này gồm: lupulon, colupulon, adlupulon,prelupulon. Lupulon là hợp chất dạng tinh thể,
màu trắng dạng lăng kính hoặc que dài, nóng chảy ở 92 oC. So với humulon thì lupulon kém đắng hơn
nhưng tính kháng khuẩn cao hơn. Nếu bị oxy hoá beta - axit đắng chuyển thành hulupon, nếu phản ứng
kéo dài hulupon sẽ bị polyme hoá trở thành nhựa mềm và sau đó thành nhựa cứng.
c)Nhựa mềm.
Nhựa mềm là polyme của các axit đắng, là chất vô định hình, chưa được xác định về thành phần hoá
học. Khả năng hoà tan của nhựa mềm vào dịch đường cao hơn beta - axit đắng vì vậy chúng tạo ra được
lực đắng khá lớn cho bia. Đây là hợp phần có giá trị của chất đắng.
d)Nhựa cứng.
Nhựa cứng là polyme của các acit đắng nhưng ở mức độ cao hơn nhiều so với nhựa mềm. Chúng
được hình thành trong quá trình sấy và bảo quản. Cấu tử này hầu như không hoà tan vào nước và dịch
đường, chúng thải ra ngoài theo cặn lắng. Đây là hợp phần không có giá trị trong công nghệ sản xuất bia.

Trang 13


2. Tinh dầu thơm.
Tinh dầu của hoa huplong hoà tan vào dịch đường, tồn tại trong bia và tạo ra cho nó một mùi thơm
đặc trưng, rất nhẹ nhàng, dễ chịu. Tinh dầu thơm là chất lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu,
có mùi thơm rất mạnh. Tỷ trọng của chúng là 0,88, dễ hoà tan trong rượu etylic nồng độ cao. Trong nước
tỷ lệ hoà tan của chúng không đáng kể. Tinh dầu thơm bay hơi khá nhanh ở nhiệt độ thường.

Trong thời gian đun sôi dịch đường với hoa huplong có đến 98% lượng tinh dầu bay ra ngoài theo
hơi nươc, chỉ còn lại 2% tồn tại ở trong bia. Đối với bia vàng thì lượng tinh dầu 2% này quyết định hương
thơm của chúng.

3. Chất chát.
Chất chát (tanin) trong hoa huplong có ý nghĩa nhất định trong quá trình kỹ thuật và ảnh hưởng tới
chất lượng bia, giúp cho dịch đường trong nhanh và làm kết tủa những chất protit không bền vững, làm
tăng độ bền vững của bia. Với lượng chất chát vừa phải nó gâybia có vị chát nhẹ, dễ chịu,nếu lượng này
nhiều sẽ gây cho bia chát và đắng. Người ta sử dụng tanin của hoa huplong để loại các cấu tử protein khó
biến tính và kết lắng ra khỏi dịch đường vì chúng tồn tại trong bia sẽ gây đục sau này.

4. Chất có chứa Nitơ.
Trong hoa huplong có chứa 1 số chất mà những chất ấy có chứa N: protit, albumin, pepton, axitamin,
muối amon... trong số này có khoảng 44% những chất chứa N có khả năng kết tủa với axit phospho –
wolfram. Tiếp đến khoảng 20% là muối amon, amitvà 19% aminvà những chất khác.

IV. Nước.
Nước là 1 trong các nguyên liệu chính để sản xuất bia chiếm (80 - 90)% trọng lượng bia thành phẩm.
Thành phần hoá học và chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp tới toàn bộ kỹ thuật sản xuất và ảnh
hưởng rất lớn tới đặc điểm, tính chất và chất lượng bia thành phẩm. Trong quá trình sản xuất bia cần một
lượng nước rất lớn, một phần dùng để đun sôi, hồ hoá, đường hoá, một phần để rửa men, rửa thiết bị và
nấu hơi. Việc sử dụng nước rộng rãi như vậy đòi hỏi nước phải có thành phần và tính chất thích hợp nhất
định.
Thành phần của nước phụ thuộc vào nguồn của nó. Nước mạch thường chứa nhiều muối và chất hữu
cơ hơn, nước mưa chứa nhiều khí hơn. Phụ thuộc vào thành phần của các lớp đất mà nguồn nước đi qua,
những dòng nước mạch có những lượng muối và chất hữu cơ theo tỷ lệ khác nhau. Đặc biệt acit cacbonat
rất thừa thãi trong đất, nó hoà tan cacbonat kiềm thổ và những cacbonat khác và đưa chúng về các dạng
bicacbonat. Nước thiên nhiên rất giàu các muối hoà tan dạng ở dạng ion, trong đó nhiều nhất là các catrion
Ca, Mg, Na, K, Fe, Al... và các anion -OH, -HCO3, -NO2...
Trong trường hợp dưới khái niệm nước dùng để nấu bia ta có thể hiểu là nước dùng để nấu dịch lên

men. Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến quá trình hồ hoá, đường hoá. Ngoài ra các muối
Trang 14


của chúng đi vào thành phần của dịch đường và hoa, tham gia vào sự hình thành mùi vị và một vài tính
chất của bia.
Các muối trong nước tác dụng tương hỗ với các thành phần, tính chất của dịch đường và bia. Các
bicacbonat và cacbonat có trong nước sẽ hoà tan những chất đắng trong vỏ malt, những chất đắng này gây
cho dịch đường và bia có vị đắng khó chịu. Đặc biệt Na 2CO3 và NaHCO3 hoà tan cả các chất chát của malt
gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của bia.
Nước để rửa men và thiết bị đỏi hỏi phải sạch, không được chứa nhiều các hợp chất hữu cơ và vi
sinh vật. Đặc biệt đối với các vi sinh vật và vi trùng có ảnh hưởng trực tiếp đến những quá trình kỹ thuật
sản xuất bia, phải thường xuyên kiểm tra dưới kính hiển vi để xác định lượng vi sinh vật có trong nước,
nếu lượng này nhiều quá ta phải tiến hành sát trùng. Nước dùng để rửa thiết bị không được chứa NH3 và
các nitrit. Tốt nhất ta nên dùng nước có độ cứng thấp đến độ cứng trung bình. Về mặt cảm quan nước phải
thoả mãn yêu cầu giống như đối với nước dùng để uống.
Chất lượng của nước:












Độ cứng của nước (nho hon hoac bang) (4 - 10)oĐ.

Độ pH = (6,5 - 7)%.
Hàm lượng muối CO22- < 50 mg/l.
Hàm lượng muối Mg2- < 100 mg/l.
Hàm lượng muối Cl- : (75 - 150) mg/l.
Hàm lượng CaSO4: (150 - 200) mg/l.
Hàm lượng Fe2+ < 0,3 mg/l.
Vi sinh vật (nho hon hoac bang) 100 tế bào/lít.
Các kim loại nặng: không có.
Các vi sinh vật gây bệnh:không có.
Ecoli (nho hon hoac bang) 2% (2 tế bào/lít).)%.

B. Giống vi sinh vật và quy trình lên men bia.
B1. Giống vi sinh vật.
Lên men bia là giai đoạn quan trọng, quyết định chất
lượng của bia và hiệu suất sản xuất. Quá trình lên men sẽ
chuyển hoá thành ethanol do tác nhân gây lên men là các
chủng nấm men thuộc giống Saccharomyces. Nhiệt độ tối ưu
cho sinh trưởng của chúng là (25 - 30)oC, nhưng một số loài
trong giống này vẫn có thể phát triển tốt ở nhiệt độ (2 - 3)oC.
Nấm men bia ngừng hoạt động ở nhiệt độ trên 40oC và có
thể chết dần ở nhiệt độ này nhưng chúng lại chịu được nhiệt
độ thấp rất tốt, thậm trí ở nhiệt độ -180oC chúng vẫn sống.
Khác với các vi sinh vật khác, nấm men bia có thể phát triển
Trang 15


trong môi trường có oxy lẫn môi trường không có oxy. Trong quá trình lên men bia, lúc đầu môi trường mới có oxy
hoà tan, nấm men dùng oxy đó để oxy hoá cơ chất, tạo năng lượng cho sinh sản và phát triển. Khi đã trải qua một
giai đoạn lên men, lượng oxy hoà tan cạn dần thì tế bào nấm men lại thu năng lượng nhờ hệ enzim đặc biệt của
mình qua phản ứng oxy hoá khử các cơ chất. Nấm men đóng vai trò quyết định trong sản xuất bia vì quá trình trao

đổi chất của tế bào nấm men bia chính là quá trình chuyển hoá nguyên liệu thành sản phẩm.

I.Phân loại.
Giống [Chi] Saccharomyces có khoảng 40 loài (van der Walt, 1970) và các loài trong giống này được biết
nhiều do chúng được ứng dụng trong làm nổi bánh, bia, rượu… chúng hiện diện nhiều trong sản phẩm có đường,
đất, trái cây chín, phấn hoa…
Một số loài đại diện:
 Saccharomyces cerevisiae
 Saccharomyces carlsbergensis
 Saccharomyces bayanus
 Saccharomyces boulardii
 Saccharomyces bulderi
 Saccharomyces cariocanus
 Saccharomyces cariocus
 Saccharomyces chevalieri
 Saccharomyces dairenensis
 Saccharomyces ellipsoideus
 Saccharomyces martiniae
 Saccharomyces monacensis
 Saccharomyces norbensis
 Saccharomyces paradoxus
 Saccharomyces pastorianus
 Saccharomyces spencerorum
 Saccharomyces turicensis
 Saccharomyces unisporus
Trang 16


 Saccharomyces uvarum
 Saccharomyces zonatus

Trong đó, loại được con người sử dụng phổ biến nhất là Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces
carlsbergensis, nó được dùng để sản xuất bia từ hàng nghìn năm trước.
Trong lên men bia có thể sử dụng hai phương pháp sau:
Lên men nổi: Thường sử dụng chủng Sac. Cerevisiae.
Lên men chìm: Thường sử dụng chủng nấm men Sac. Carlsbergensis.
II. Đặc điểm hình thái và kích thước:
Nấm men saccharomyces có hình bầu dục, gần tròn, kích thước khoảng 6 - 8 µmx 5 - 6 µm. Nấm men
Saccharomyces cerevisiae có hình cầu hay hình trứng, có kích thước nhỏ, từ 5 - 14 mircomet. Saccharomyces là
loại nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, gồm có nấm men nổi và nấm men chìm:
 Nấm men nổi (ale): tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi
tế bào nấm men. Hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc ovan với kích thước 7-10 micromet.
 Nấm men chìm (lager): hầu hết các tế bào khi quan sát thì nảy chồi đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi. Hình
dạng chủ yếu là hình cầu.
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 đ ược 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 tr ình
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.
III. Thành phần cấu tạo:
Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycetaceae, ngành Ascomycota và thuộc giới nấm. Nấm men
Saccharomyces gồm những thành phần chủ yếu sau:
 Vách tế bào
 Màng tế bào chất: nằm sát vách tế bào, có cấu tạo chủ yếu là lipoprotein, giữ vai trò điều hòa vận chuyển
các chất dinh dưỡng cho tế bào.

Trang 17

 Tế bào chất: gồm có mạng lưới nội chất là vị trí của nhiều hệ thống enzyme khác nhau, đảm bảo sự vận
chuyển vật chất cho tế bào và các cấu tử khác nhau như bộ máy Golgi, lysosom, không bào, (chứa các sản phẩm
bị phân cắt, hay chất độc lạ có thể có hại cho tế bào. Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ra
trong ty thể cũng nằm trong tế bào chất. Trong tế bào chất có nhân chứa thông tin dị truyền cho tế bào và các
thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sản của tế bào. Nhân nấm men có phần trên là trung
thể (centrosome) và centrochrometin và ph ần đáy của nhân có thêm không bào (vacuole), bên trong ch ứa 6 cặp
nhiễm sắc thể (NST) và bên ngoài màng nhân có nhi ều ti thể bám quanh. Ngoài ra còn có hạt glycogen, hạt
mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào.

Cấu tạo nấm men
IV. Thành phần hóa học:
Thành phần hoá học của tế bào nấm men Saccharomyces khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện môi
trường nuôi cấy, thành phần các chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy và tình trạng sinh lý của tế bào.
 Nấm men ép có chứa 70-75% nước, 25-30% còn lại là chất khô.
 Nước: bao gồm phần nước nằm bên ngoài tế bào và phần nước nằm trong tế bào. Lượng nước khác nhau
tuỳ thuộc vào chủng nấm men, kỹ thuật nuôi và phương pháp thu tế bào. Ví dụ: khi nuôi trong môi trường NaCl
thì lượng nước trong tế bào giảm.

Trang 18


 Thành phần chất khô của tế bào nấm men bao gồm protein và các chất có Nitơ khác chiếm 50% ,
chất béo 1,6%, hydrat cacbon 33,2%, mô tế bào 7,6%, tro 7,6%. Thành phần của những chất này không cố
định, nó có thể thay đổi trong quá trình nuôi cấy cũng như quá trình lên men.
 Hydrat cacbon gồm: polysaccharic, glycogen, trehalose (12 -12,5%), mannan(18,7-24,9%), glucan (9,4710,96%) và chitin. Những nghiên cứu động học về sự biến đổi hydrat cacbon trong quá tr ình bảo quản nấm men
cho thấy là glucan, mannan và dạng glycogen tan trong kiềm và axit clohydric là yếu tố cấu trúc của tế bào, trong
khi trehalose và glycogen tan trong axit acetic, là chất tạo năng lượng chính cho tế bào. Hàm lượng trehalose
trong nấm men có liên quan đến tính bền vững của nó: lượng trehalose càng cao nấm men càng bền.
 Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photpho lipit, sterol tự do và nhiều sterol, este.
 Tro chiếm 6,5-12% lượng chất khô trong nấm men và dao động tùy theo môi trường nuôi cấy.

V.
Sinh trưởng và sinh sản:
1.Sinh trưởng:
Quá trình sinh trưởng của nấm men gồm các pha: pha tiềm sát, pha chỉ số, pha cân bằng và pha suy
vong.Trong tiềm phát nấm men hầu như không sinh sản, trong pha thứ hai nấm men bắt đầu nảy chồi mạnh và lên
men. Trong pha cân bằng sinh trưởng, nấm men ổn định và lên men mạnh. Ở pha cuối cùng, sự sinh sản hầu như
ngừng lại và bắt đầu kết lắng.
Khả năng kết lắng của nấm men có vai trò rất quan trọng. Men chìm kết lắng ở dạng bông dưới đáy các
thùng lên men còn men nổi thì nổi lên bề mặt dịch lên men. Tốc độ lên men tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: khả năng
lên men của nấm men, hoạt tính sinh lý và số lượng tế bào của chúng trong môi trường, phụ thuộc vào
nhiệt độ, pH, thành phần hoá học của dịch lên men... Ngoài ra còn phụ thuộc vào hàm lượng các chất prôtêin
trong tế bào nấm men.
2.Sinh sản:
Men có thể sinh sản vô tính thông qua mọc chồi hoặc hữu tính thông qua sự hình thành của nang bào tử.
Trong quá trình sinh sản vô tính, chồi mới phát triển từ men mẹ khi các điều kiện thích hợp và sau đó, khi chồi đạt
tới kích thước của men trưởng thành thì nó tách ra khỏi men mẹ. Khi các điều kiện dinh dưỡng kém các men có
khả năng sinh sản hữu tính sẽ tạo ra các nang bào tử.
a) Sinh sản vô tính:
Sinh sản vô tính ở nấm men thường gặp nhất là nẩy chồi, khi một chồi hoàn chỉnh sẽ phát triển ngay, ở đó
chồi sẽ nối liền với tế bào mẹ (bud scar) và khi chồi rời ra tế bào mẹ gọi là điểm sinh sản (birth scar). Sự phân đôi
(fission) không nhận thấy ở Saccharomyces cerevisiae nhưng thường gặp ở Schizosaccharomyces.

Trang 19


Các giai đoạn phát triển ở chồi và chồi tách ra khỏi tế bào mẹ

Nẩy chồi ở nấm
men
Trang 20

b) Sinh sản hữu tính:
Nấm men không sinh ra các cơ quan sinh dục mà chúng sinh ra hai tế bào dinh dưỡng mà nhiệm vụ giống
như các giao tử. Quá trình hợp tế bào chất (plasmogamy) và hợp nhân (karyogamy) xảy ra và thành lập tế bào nhị
bội, nang và cuối cùng là bào tử nang thành lập trong nang.

Giai đoạn sinh sản
hữu tính ở nấm men
Saccharomyces
cerevisiae
Số bào tử nang
tùy thuộc vào số lần
phân chia nhân nhưng
thường là 8, bào tử
nang được giải phóng,
nẩy mầm để hình thành
tế bào dinh dưỡng mới
từ đây chúng sinh sản
vô tính bằng sự nẩy chồi
hay phân đôi.
VI. SO SÁNH
Đặc tính lên men của
hai loài nấm men này có
nhiều điểm khác nhau
dùng để lên men các
loại bia khác nhau:
Đặc tính

Nhiệt độ lên men

Nấm men nổi

Nấm men chìm

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces carlsbergensis

Loại bia: Ale

Loại bia: Lager

10 – 25oC

0 – 10oC

Trang 21


Cơ chất

Chủ yếu lên men đường đơn Lên men tốt glucose, fructose,
(glucose, fructose), đường đôi maltose, mannose, saccharose,
(saccharose, maltose), khó lên men galactose và cả raffinnose
đường tam (raffinnose)

Khả năng lên men

Lên men mạnh trên bề mặt mội Lên men mạnh trong lòng môi

trường
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

B2. Qui trình lên men bia
I.

Lên men chính (chủ yếu dùng lên men chìm)

Dùng Saccharomyces cerevisiae, loại này chỉ phát triển và tạo quá trình lên men bia ở nhiệt độ tương đối cao
từ (12 - 13)oC trở lên. Sở dĩ người ta gọi chúng là nấm men nổi vì trong quá trình lên men, tế bào của chúng nổi lơ
lửng trong dịch lên men và tập chung ở bề mặt dịch. Do trải đều trên toàn khối dịch lên men nên tế bào có điều
kiện tiếp xúc rộng lớn với cơ chất trong môi trường, tác động đều lên cơ chất ở khắp mọi nơi, xúc tiến quá trình
lên men nhanh chóng và mạnh mẽ. Tuy nhiên sử dụng nấm men nổi đòi hỏi phải kem theo biện pháp lọc cẩn thận
mới có sản phẩm trong suốt, vì tế bào nấm men lởn vởn trong dịch lên men ngay cả ở cuối thời kỳ lên men phụ.
Quá trình lên men chính
Đặc điểm của giai đoạn này:
- Tế bào nấm men sinh trưởng, phát triển mạnh, cơ chất tiêu hao một lượng đáng kể, một lượng đường khá
lớn được chuyển thành ethanol, CO2 và H2O. Song song với lên men ethanol còn có sự hình thành rượu bậc cao từ
các amino acid (ví dụ tyrosol được sinh ra từ tyrosine). Chất tyrosol có vị đắng mạnh và là một trong những chất
chính sinh ra mùi thơm đặc trưng của bia.
- Thời gian lên men: 6 - 10 ngày. Thời gian lên men dài hay ngắn còn phụ thuộc vào nồng độ chất hoà tan
ban đầu của chất nha và yêu cầu về chất lượng bia.

- Nhiệt độ: yêu cầu về nhiệt độ ở giai đoạn này cao hơn giai đoạn sau. Cụ thể nhiệt độ từ 28 – 30oC.
- Ph của mội trường lên men: trong quá trình lên men chính, pH của môi trường sẽ có sự thay đổi, từ pH
bằng 5,3 – 6 giảm xuống còn pH bằng 4,2 – 4,5 (do có tạo các acid hữu cơ và CO2). pH giảm sẽ đưa đến hiện
tượng đông tụ protein, sản phẩm của quá trình đông tụ sẽ kết lắng cùng với tế bào nấm men.
- Hiện tượng tạo bọt trong lên men: Khí CO2 tạo ra lúc đầu tan trong dung dịch, sau với liều lượng cao sẽ
tách ra tạo thành túi khí, tạo cơ sở cho sự tạo bọt.
Kết thúc giai đoạn lên men chính ta được sản phẩm gọi là bia non. Bia non có đặc điểm: còn đục, có mùi
vị đặc trưng của bia nhưng chưa thích hợp cho việc giải khát.
Trang 22


II. Lên men phụ.
Nấm men chìm thuộc loài Saccharomyces carlsbergensis, loài này phát triển tốt ngay ở nhiệt độ thấp khoảng
(6 - 7)oC. Công nghệ sản xuất bia bằng loài nấm men chìm đang được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các tỉnh &
thành phố của cả nước. Nấm men chìm có khả năng đặc biệt là trong quá trình phát triển, tế bào của chúng dính
vào nhau thành chùm rồi lắng xuống đáy thiết bị lên men thành lớp chặt, thuận tiện cho việc tách lớp tế bào đó
làm nấm men giống cho đợt sản xuất tiếp sau. Do tính chất này mà bề mặt tiếp xúc giữa môi trường với tế bào
nấm men bị hạn chế, khả năng tiêu hao nguồn cơ chất để tạo thành các sản phẩm lên men chậm. Đây là lý do để
người ta ít sử dụng loại nấm men chìm vào mục đích rút ngắn thời gian lên men bia hay còn gọi là công nghệ sản
xuất bia ngắn ngày trừ trường hợp lên men có khuấy trộn. Vì nấm men lắng xuống đáy thiết bị thành lớp dính chặt
nên thông thường đến cuối giai đoạn lên men phụ, bia đã trong, khâu lọc thành phẩm trở nên đơn giản và dễ
dàng.
Khác với lên men chính xảy ra trong các thiết bị lên men hở, lên men phụ thực hiện trong các bình kín gọi là
nhà lên men phụ, ở nhiệt độ 0 – 5oC.
Đặc điểm của lên men phụ:
- Quá trình lên men xảy ra chậm, tiêu hao một lượng đường không đáng kể, dịch lên men được lắng đọng và
bảo hoà CO2. Giai đoạn này còn gọi là quá trình ủ chín bia,.
- Thời gian của lên men phụ kéo dài từ vài tuần đến vài tháng, phụ thuộc vào chất lượng bia cần có. Kết thúc
giai đoạn này ta thu được bia là một sản phẩm ở dạng dung dịch bảo hoà CO2, có hương vị thơm ngon, dễ chịu
nhờ những quá trình chuyển hoá xảy ra ở nhiệt độ thấp.

- Khí CO2 trong lên men tồn tại ở các dạng:
+ Dạng khí
+ Dạng hoà tan
+ Dạng liên kết: Tạo ester giữa CO2 và acid nucleic. Những chất này không bền vững. Chính nhờ những
chất này làm cho khí CO2 có khả năng thoát ra khỏi bia một cách từ từ mỗi khi bị đột ngột làm giảm áp suất
cao trong dụng cụ chứa bia (khi ta mở nắp lon hay bia chai).
Trong giai đoạn lên men phụ ở nhiệt độ thấp, sẽ xảy ra quá trình đông tụ nhựa hoa huplong, các hợp
chất tannin – protein; tế bào men lắng xuống đáy bình và tiếp tục lên men một cách từ từ. Kết quả làm bia
trong dần. Tuy không trong hoàn toàn nhưng nhờ vậy, quá trình li tâm và lọc bia thành phẩm sau này cũng dễ
dàng hơn.
Tóm lại: Qua lên men phụ, mùi nấm men tươi, vị đắng của hoa huplong nấu (hai đặc điểm nổi bật của bia
non) sẽ biến mất.

C - Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình lên men
1. Lượng nấm men gieo cấy ban đầu

Trang 23


Lượng nấm men gieo cấy ban đầu có quan hê mât thiết đến tiến trình lên m en:
THƠI GIAN, LƯƠNG TÊ BAO NẢY CHÔI, CÁC SẢN PHÂM BÂC HAI
(Nấm men gieo cấy ban đầu không vượt quá 70.10 6 tế bào/cm3)
2.

Nồng đô chất hòa tan của dịch đường huplong hóa

Nồng đô chất hòa tan trong dịch đường huplong hóa 11 - 12% là tốt nhất. Nồng đ ô dịch đường houblon hóa
trên 14,5% thì sự sinh sản của nấm men không tăng mà dừng lại ở m ôt trị số xác định. Ngược lại trong m ôt khoảng
xác định nào đó nếu nồng đô dịch đường giảm thì sự phát triển của nấm men không giảm mà lại tăng.
3.

Nhiêt đô của dịch lên men
- Mỗi loại nấm men có nhiêt đô thích hợp cho sự phát triển và lên men.
- Ở nhiêt đô lên men cao sẽ thu được kết quả sau:






Thời gian lên men nhanh, lên men triêt để
Mât đô tối đa đạt được cao hơn so với nhiêt đô thấp
Tạo nhiều sản phẩm bâc 2 không tốt
Lượng tế bào chiết nhiều, tốc đô suy thoái nhanh
Ty lê các cấu tử trong bia không cân đối

4. Áp suất bề măt
Trong thực tế sản xuất ít khi người ta cho áp suất tăng quá 1kg/cm2
Áp suất lên men cũng ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của nấm men
Khống chế áp suất giai đoạn đầu lên men: 0,2 – 0,5 kg/cm2. Giai đoạn sau áp suất cao hơn 1,2 – 1,3kg/cm2

5.

Cường đô khuấy đảo dịch lên men
( Là môt trong những yếu tố thúc đẩy quá trình lên men mạnh nhất.
( Tuy nhiên nó làm cho bia chứa quá nhiều sản phẩm b âc hai, rượu b âc cao, diacetyl…

6. Nồng đô của sản phẩm lên men
Các sản phẩm của quá trình lên men như etylic, CO2… nếu được tích lũy đến môt nồng đô nhất định sẽ ức
chế hoạt đông sống của tế bào nấm men:

( 5% etylic khả năng nảy chồi của nấm men hoàn toàn bị chấm dứt.

Trang 24


( 12% etylic quá trình lên men bị đình chỉ hoàn toàn.
D. Thành phẩm

Qua 2 giai đoạn lên men chính, phụ để đạt được bia thành phẩm phải tiếp tục xử lí thêm
những khâu sau đây:
1. Làm trong bia. Chủ yếu dùng Phương pháp lọc hoặc li tâm
Mục đích của quá trình này là tách các hạt protein, tế bào men hoa huplong ra khỏi bia để thu
được bia trong.
- Muốn lọc tốt, người ta dung bột trợ lọc diatomite (là chất có màu sáng xám, dạng bột
không gây ảnh hưởng mùi màu cho bia).
- Ngoài phương pháp lọc có thể dùng phương pháp li tâm. Nhưng sau khi li tâm bia cũng
chưa trong suốt. Muốn cho bia trong và lấp lánh, sau khi li tâm cần lọc bia qua lọc ống, lọc khung
bản không cần chất trợ lọc.
2. Bão hoà CO2
Khí CO2 lên men khá nhiều, nhất là trong các thiết bị kín (cả lên men phụ và lên men chính),
nhưng trong quá trình xử lí bia như gạn lọc, li tâm… để loại bỏ xác men, các chất tủa… nó bị thất
thoát đáng kể.
Trong quá trình sản xuất bia, người sản xuất sử dụng các túi chất dẻo hay cao su thu hồi CO 2
thoát ra, xong đem bơm vào các bình chịu áp lực cao. Số khí CO 2 này sẽ được sử dụng trở lại khi
cần bảo hoà CO2 trong bia hay đem bán như một mặt hàng phụ của nhà máy bia. Do thất thoát nên
muốn bia thành phẩm có đủ CO 2 cần thiết phải dùng CO 2 thu được từ các nồi lên men nói trên để
nạp lại trong bia. Quá trình này gọi là nạp gas.
Ở những cơ sở sản xuất bia thủ công thường làm thất thoát CO 2 nhiều, lại không thực hiện
chu trình nạp gas đầy đủ nên chất lượng bia sẽ không bảo đảm.
3. Tăng độ bền cho bia.

Độ bền của bia được đo bằng đơn vị thời gian (tình
bằng ngày đêm) từ lúc đóng chai, lon bia cho đến lúc bia
bắt đầu bị vẩn đục.
Muốn giữ bia trong thời gian dài, cần ngăn chặn sự
phát triển vi sinh vật và các quá trình biến đổi trong bia.
Người ta sử dụng biện pháp khử trùng bia theo kiểu
Pasteur (ở nhiệt độ 60 – 70oC trong 30 phút)
Trang 25