1
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BÀI GIẢNG
THỰC HÀNH
CÔNG NGHỆ LÊN MEN

Biên soạn: TS. Nguyễn Hoài Hương
- 2009 -

2

-
NỘI DUNG THỰC HÀNH


malt sẽ được hệ enzyme amylase (alpha và beta amylase) gọi chung là diastase thủy
phân thành đường maltose.
Đại mạch (Hordeum distichum) Hạt đại mạch

b) Hoa bia (hoa houblon): là nguyên liệu cơ bản thứ hai đứng sau malt trong công
nghệ sản xuất bia. Hoa bia làm cho bia có vị đắng dịu, hương thơm đặc trưng và làm
tăng khả năng tạo và giữ bọt. Thành phần chính của hoa bia mà ta quan tâm là các
chất đắng gồm acid đắng và nhựa đắng; tannin; tinh dầu. Trong công nghệ sản xuất
bia người ta sử dụng trực tiếp hoa bia hoặc chế phNm từ hoa bia bột hoa hay cao hoa
bia.
c) Nấm men Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces carlsbergensis là hai loại
nấm men thường được sử dụng để lên men bia. Các loài nấm men lên men bia thuộc
loại yếm khí tùy tiện. Khi có oxy chúng tăng sinh khối nhờ hô hấp tế bào, khi không
có oxy chung lên men tạo thành ethanol và CO
2
theo phương trình:
5
Đường + Nitơ amine tự do + Nấm men + Oxy →
→→
→ Ethanol + CO
2
+ Nấm men
(150 g/l) + (150 mg/l) (1g/l) (25 mg/l) (45g/l) (42g/l) (5g/l)


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
Cấu tạo tế bào nấm men
6

Khun lạc nấm men (x 100)
a) Nấm men lên men nổi
b) Nấm men lên men chìm
c)
Nấm men dại
d) Phụ gia
Làm giảm độ cứng của nước: Al
2
(SO
4
)
3

2
, không lớn hơn
2. Hàm lượng diaxetyl, mg/l, không lớn hơn 0,2
3. Hàm lượng etanol (cồn), % (V/V) Theo tiêu chuNn đã được
công bố của nhà sản
xuất
4. Hàm lượng chất hoà tan ban đầu

Chỉ tiêu về kim loại nặng, vi sinh (xem TCVN7042:2002) IV. Sơ đồ công nghệ lên men bia malt thuần túy

Các quá trình chính trong công nghệ lên men bia:

1. Nấu bia: tinh bột dưới tác dụng của enzyme amylase trong malt (hoạt lực diastase
…). Khi nấu bia có thể liệu cần bổ sung enzyme để tăng vận tốc đường hóa. Enzyme
thường sử dụng: Termamyl nguồn gốc vi khuNn, chịu nhiệt.
Giản đồ nấu là đồ thị hướng dẫn quá trình nấu: sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian.

Các giai đoạn trong quá trình nấu bia:

Malt: nước trộn theo tỉ lệ 1:4 rồi đưa nhiệt độ lên 38 – 40
o
C trong 30 min. Điều chỉnh
pH về 5,5 bằng H
2
SO
4
. Khi này các enzyme hemicellulase, glucanase, protease được

thay đổi.

2. Lọc rửa bã
Rửa bã bằng nước nóng 76
o
C 3 lần
Bảo đảm lượng nước trong dịch đường
Rửa đến khi nồng độ chất hòa tan trong nước rửa bã còn 0,3-0,5% thì ngưng.

3. Nấu hoa:
9
Mục đích:
Bất hoạt enzyme malt
Thanh trùng dịch đường
Trích ly hoa bia
Đông tụ protein trong dịch đường
Hình thành hương vị và màu
Hình thành các chất khử chống oxy hóa trong giai đạon tiếp theo
Giảm pH dịch đường

Tiến hành:
Nâng nhiệt lên 76 – 78
o
C giữ 10 min để đường hóa nốt phần tinh bột còn lại
Đun sôi dịch đường 10 min thì cho ½ hoa bia vào tạo vị đắng.
Trước khi kết thúc 10 min cho ½ hoa bia vào tạo hương.

3. Làm lạnh nhanh: đưa nhanh chóng dịch đường sau khi nấu hoa về nhiệt độ lên
men


Ống thạch nghiêng (rửa
bằng môi trường vô trùng)
10 ml YEPG
24 h, 20
o
C
100 ml YEPG
3 ngày lắc 25
o
C
2 L YEPG
3 sục khí 25
o
C
20 L dịch đường
3 ngày lắc 25
o
C

(Môi trường: YEPG: yeast extract 5g/l; peptone 10 g/ l; glucose 20 g/l)
5. Cấy giống
Tỉ lệ cấy giống tối ưu là 6-10.10
6
tế bào/ml men nổi; 10-14.10
6
tế bào/ml men
chìm. Dịch đường càng đậm đặc tỉ lệ cấy giống phải càng cao.
6. Lên men chính
Hiện nay lên men theo mẻ vẫn là phương pháp thịnh hành.
Sau đây là đồ thị tăng trưởng của nấm men trong lên men bia.

tăng trưởng mà bắt đầu kết bông. Sterol và glycogen được tổng hợp và dự trữ trong
các pha trước đó bắt đầu được sử dụng. Kéo dài pha này dẫn đến tự phân nấm men.
Thời gian Biến đổi sinh học Biến đổi sinh hóa Biến đổi vật lý
Giai đoạn hiếu
khí: 3 h sau khi
cấy
Nấm men tăng
trưởng nảy chồi
nhờ oxy còn lại
trong thiết bị, hô
hấp tỏa nhiệt đạt
cực đại, xuất hiện
nhiều bóng khí to
Nồng độ đường
giảm nhanh
Thủy phân đường đôi
thành đường đơn
Đường phân
Tổng hợp glucogen
Tổng hợp acid béo và
sterol
Sử dụng nguồn N
hữu cơ vô cơ để tăng
trưởng

Nhiệt độ tăng
Giai đoạn kị khí : Lên men Sinh C
2
H
5

- các phản ứng enzyme và phi enzyme diễn ra dẫn đến ổn định chất lượng bia,
- các hợp chất tạo hương quan trọng hình thành
- diacetyl bị phân hủy xuống tới dưới mức quy định 0,2 mg/l là chỉ tiêu quyết
định thời gian lên men phụ.
- Bão hòa bia bằng CO
2
để tăng vị và khả năng tạo bọt, ức chế sự phát triển của
vi sinh vật có hại.
Tiến hành:
Sau khi tách men, hạ nhiệt đô dịch xuống 0-1
o
C, duy trì áp suất 0.9 – 1.2 mg/cm2,
ngưng thu hồi CO2 khi quá trình lên men phụ diễn ra 15 ngày. Kết thúc quá trình lên
men phụ nồng độ đường còn lại cỡ 1,9
o
Br, tách nốt phần nấm men còn lại. Bia sau
khi lên men được bơm qua thiết bị lọc.

B. Thực hành
I. Nguyên liệu:
Malt nghiền : 5 kg
Cao hoa : 1 g
Nấm men Saccharomyces carlsbergensis (lên men chìm)

II. Dụng cụ:
a) Phòng thí nghiệm vi sinh đại cương:
đĩa Petri, ống nghiệm, bình tam giác, máy lắc, buồng đếm hồng cầu, kính hiển vi… Buồng đếm hồng cầu