Vệ sinh Thực phẩm ứng dụng Vi sinh vật trong sản xuất bia

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm,hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn với con ngư

BÀI TIỂU LUẬN VI SINH THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI :ỨNG DỤNG VI SINH VẬT TRONG SẢN

XUẤT BIA

GVHD : Ths.Vũ Thị Lâm An Nhóm: 3

Mục lục

A Mở đầu 3

B Tổng quan 4

I Khái quát 4

1 Lịch sử 4

2 Sơ lược về bia 4

II Nguyên liệu 5

1 Nước 5

2 Thóc matl 6

3 Hoa houblon 7

4 Nấm men 8

5 Chất phụ gia 8

6 Tinh bột 8

III Nấm men sử dụng trong sản xuất bia 8

1 Đặc điểm hình thái cấu tạo 8

2 Đặc điểm phân loại nấm men 10

3 Vai trò của nấm men 12

4 Giữ giống bia 12

5 Nuôi cấy giống men bia 13

IV Quy trình công nghệ 14

1 Quy trình sản xuất bia 14

2 Quá trình lên men bia 17

3 Một số yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men và chất lượng bia 18

V Đánh giá chất lượng bia 20

1 Chỉ tiêu cảm quan 20

2 Chỉ tiêu hóa lý 21

3 Chỉ tiêu vi sinh 21

VI Sinh vật gây hại trong sản xuất bia 21

1 Nấm men 21

2 Vi khuẩn 24

3 Nấm mốc 24

C Tổng kết 24

Phục lục ảnh 26

Tài liệu tham khảo 26

A MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, khoa học kỹ thuật ngày càng tiên tiến,nhu cầu cuộc sống con người ngày càng được nâng cao những vấn đề vềchăm sóc sức khoẻ đã được đặt lên hàng đầu

Con người đã biết vận dụng nhiều ứng dụng của khoa học vào chếbiến, sản xuất ra nhiều thực phẩm, đồ uống giàu dinh dưỡng nhằm phục vụ

và đáp ứng nhu cầu thiết yếu hàng ngày

Vấn đề tìm hiểu và phát hiện những enzyme, vi sinh vật có tác dụngtốt nhằm đưa vào để chế biến những thực phẩm bổ dưỡng cho con người vàtạo nên sự đa dạng sản phẩm trên thị trường

Trong đó sản phẩm bia là một trong những loại đồ uống được ứngdụng từ sự lên men bởi vi sinh vật

Bia được sản xuất từ các nguyên liệu chính là đại mạch ươm mầm,hoa houblon và nước với một quy trình công nghệ khá đặc biệt, cho nên bia

có các tính chất cảm quan rất hấp dẫn với con người: hương thơm đặctrưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng mịn, với hàm lượng CO2 khá cao (4-5g/l)giúp cơ thể giải khát một cách triệt để khi ta uống Ngoài việc cung cấp mộtlượng Calo lớn trong bia, còn chứa một phức hệ enzim có tác dụng kíchthích tiêu hóa

Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các quốc gia trên thế giới.với sản lượng ngày càng tăng Ngày nay bia được phát triển khá rộng rãi ởkhắp các tỉnh thành trong cả nước Ngoài các nhà máy bia lớn ở trong nướcnhư nhà máy bia Sài Gòn, nhà máy bia Hà Nội,….Còn có các nhà máy bianước ngoài như Huda Huế, Heineken Hà Tây

Để hiểu hơn về bia cũng như là công dụng của nấm men trong sảnxuất bia, nhóm xin trình bày đề tài : “ứng dụng vi sinh vật trong sản xuấtbia”

- 4000 TCN, bia Ai Cập = bia các nhà quí tộc

- 2000 TCN, dưới thời vua Hammourabi, người Babilon đã viết thành

sách các nguyên tắc nấu bia

 1500 trước CN

- Đã tìm thấy dấu vết sảm xuất bia tại Đan Mạch

- Các nước châu Âu cũng biết đến sản phẩm bia từ đó

- Tạo hương bằng cây, cỏ thảo mộc có vị đắng và hương thơm

 Thế kỷ thứ VIII

- Phát hiện hoa Houblon

- Bảo quản bia lâu hơn, tạo hương vị đặc biệt.

- Thay thế mọi cỏ thơm khác.

- Nhờ tính kháng khuẩn của hoa houblon, bia có chất lượng tốt hơn

 Thời kỳ Louis Pasteur

- Trong cách mạng Pháp: thời kỳ tàn của các phân xưởng bia nhà thờ

- Thời Napoleon: các xưởng bia được khôi phục

- 1880: bước ngoặt trong ngành sản xuất bia

+ Louis Pasteur phát hiện ra bản chất của quá trình sản xuất bia

+ Lên men tự nhiên => tuyển chọn chủng giống (hương vị ổn định,chất lượng tăng)

+ Bảo quản bia = đun nóng ở 70oC (Thanh trùng Pastuer)

 Thời đại hiện nay

- Từ đầu TK XX, SX bia đang phát triển mạnh => gặp cú sốc (do chiến

tranh)

- Từ 1946, NCKH phát triển nhanh, ngành CNSX bia phát triển

2 Sơ lược về bia

Nấm men

Dịch đường malt +hoa houblon Bia

Lên men ở nhiệt độ thấp

Vai trò của bia đã được khẳng định từ 5000 năm trước công nguyên vàngày nay không nước nào trên thế giới là không sản xuất và tiêu thụ bia Cónhiều nước mức sản xuất và tiêu thụ bia là 140 – 160 lít/năm cho một đầungười, ở nước ta mức độ này khoảng 5 – 8 lít

Thành phần của bia gồm có: 80 – 90% nước; 1,5 – 7% cồn; 3 – 10% chấthòa tan; 0,3 – 0,4% CO2 Chất hòa tan chủ yếu là hydratcacbon (dextrin,maltoza, glucoza và một ít pentoza), các protein và sản phẩm thủy phân của nó(albumoza, pepton, các axit amin), các chất khoáng (muối kali, natri, phosphor,nhôm, canxi, mangan…), một số axit hữu cơ, các vitamin (B1, B2, B6, PP,biotin) và các chất đắng, chất thơm của hoa houblon

Độ bia người ta tính bằng số % chất hòa tan hoặc đơn giản là hàm lượngđường của dịch đưa vào lên men

Lên men được tiến hành ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài Vì vậy, CO2tạo thành được hòa tan ở trong bia và phần lớn ở dạng liên kết Khi ta uống,

CO2 hóa hơi thu nhiều nhiệt của cơ thể làm cho khoái cảm và có tính giải khátcao Ngoài ra, bia là một thức uống có độ dinh dưỡng và tiêu hóa cao Nó cótác dụng thông tiểu tiện, kích thích tiết mật, tăng tiêu hóa (bản than bia rất dễdàng được hấp thụ qua màng ruột)

Từ thời xa xưa người Babilon (vùng Irac, Trung Đông ngày nay) đã đãsản xuất được thứ đồ uống giống như bia từ các hạt ngũ cốc Cách làm nàyđược truyền sang Ai Cập, Ba Tư, Hy Lạp và được làm bia từ đại mạch Hiệnnay ở Etiopi vẫn có nơi sản xuất bia theo người Babilon cổ xưa Dần dần biađược sản xuất rộng rãi trên toàn Châu Âu (nhưng chưa có houblon) mà chỉdùng một số lá khác từ cây cỏ mùi thơm Đến thế kỉ IX vùng Đông Nam Âu cómột loại hoa là houblon (dịch theo âm Hán – Việt là “hốt bố”) được đua vàochế biến bia và từ đó định hình như ngày nay

Như vậy, bia được chế biến chủ yếu từ đại mạch nảy mầm, hoa houblon,nguyên liệu phụ là gạo, ngô và nước Ở nước ta nghề làm bia phải nhập thócmalt, hoa hoblon và chỉ có nguồn nước cùng nguyên liệu là gạo là của nội địa

II NGUYÊN LIỆU

1 Nước

Nước có thể coi là nguyên liệu sản xuất bia

Chiếm 77 – 90% trọng lượng bia Nước đóng vai

trò quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng

của bia và đặc biệt là hương vị của bia thành

phẩm

Các chỉ số quan trọng của nước là: độ cứng,

độ oxy hóa và vi sinh vật

Nước dùng trong lên men nói chung phải

đạt tiêu chuẩn dùng cho nước uống, không có

mùi vị, không màu, trong suốt, đặc biệt không

cho phép có mùi ammoniac, vết của kim loại

Nước dùng trong sản xuất bia là nước mềm, nếu là nước cứng cần phải xử

lý Nước có sắt và mặn không dùng cho nấu bia Nước trong một xí nghiệp sảnxuất bia nên có 3 hệ thống: cung cấp nước mềm cho nồi hơi và nấu bia; cungcấp nước tẩy trùng dùng làm vệ sinh đường ống và thiết bị; nước sinh hoạt vàlàm nguội

Yêu cầu chất lượng nước tùy theo mục đích sử dụng:

•Nước dùng nấu bia: các muối cacbonat và bicacbonat sẽ hòa tan chấtđắng, chất chát trong vỏ malt (Na2CO3) làm cho bia có vị đắng khó chịu

•Nước rửa nấm men: sạch, không chứa nhiều hợp chất hữu cơ và đặc biệtkhông chứa vi sinh vật

•Nước rửa thiết bị: có độ cứng thấp đến trung bình, đặc biệt không chứa

NH3 và các muối nitrit

Hình 3: Các loài đại mạch

và màu bia thành phẩm

tương ứng

2 Thóc malt:

Thóc malt là nguyên liệu chính

để nấu bia Thóc malt là các loại ngũ cốc

nảy mầm có hoạt tính enzyme amylaza và

proteaza, có mùi thơm của hạt sấy khô

Nguyên liệu làm là đại mạch, lúa mì, mạch

đen, kê, lúa tẻ,… và cả ngô nảy mầm

Trong đó đại mạch là nguyên liệu số một

để sản xuất bia Do vậy, khi nói thóc malt

được hiểu là đại mạch nảy mầm Hình 2: Thóc malt

Trong đại mạch có loại bông 2 hàng hạt là nguyên liệu làm thóc malt tốtnhất So với loại đại mạch 6 hàng hạt thì loại hạt trên to hơn; chứa nhiều tinhbột (61% - 64%), protein ít hơn ( 8% - 14%)

Đại mạch nói chung là giàu protein Trong quá trình nấu bia, các sảnphẩm thủy phân của protein tạo cho bia những phức chất giữ bọt tốt hơn, có vịđậm đà Song cũng vì giàu protein nên quá trình nấu bia phức tạp hơn và làmcho bia kém bền

Để sản xuất bia, thóc đại mạch được ngâm và cho nảy mầm trong nhữngđiều kiện được kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, độ ẩm, nhờ đó, chất lượng maltmới thực sự được ổn định và đảm bảo

Nhiệt độ cần bảo quản ≤ 300C

Thời hạn tối đa có thể bảo quản: 2 năm

Hiện nay có 2 loại malt: malt vàng và malt đen

Ngoài ra còn có một số malt đặc biệt để sản xuất những loại bia đặc biệt:

Malt caramen: loại malt được sản xuất từ

đại mạch tốt, có chất lượng đặc biệt sấy

với chế độ riêng Loại malt này được

dùng để sản xuất bia đen,có hương vị

caramen có độ sánh cao và có mùi thơm

mạnh, nhiều bọt

Malt cà phê: malt này được sấy ở nhiệt

độ cao, có màu vàng đậm như màu cà

phê rang

Malt cà phê loại malt này có hàm lượng

protein cao và chứa nhiều melanoid

Người ta thường sấy loại malt này đến

nhiệt độ cao

Màu bia phụ thuộc nhiều vào chế độ sấy

malt Do đó trong sản xuất bia, người ta

quan tâm rất nhiều đến chế độ sấy của

malt

Các loài đại mạch và màu bia thành phẩm

tương ứng

Hình 5: Hoa Houblon dạng viên

3 Hoa houblon:

Hoa houblon là nguyên liệu cơ bản thứ

hai sau đại mạch

Cây houblon có tên khoa học là Humulus

lupulus L Đây là loại cây leo phân tính, thuộc

họ Gai dầu, được trồng ở các nước vùng ôn

đới Hoa của nó được dùng sản xuất bia, tạo

hương vị đặc biệt Phía trên trong cánh hoa có

Khi hoa houblon sắp chín, ở phần hình nón xuất hiện những hạt tròn cómàu xanh óng ánh và nhờn dính Đó là những hạt lupulin – phần giá trị nhấtcủa hoa Những hạt này có chứa những chất thơm, các chất có vị đắng đặctrưng, nhờ đó bia có vị đắng dễ chịu, có hương thơm, bọt lâu tan và giữ đượcsản phẩm chất khi thời gian bảo quản kéo dài

Hoa houblon được trồng nhiều nước trên thế giới như Cộng hòa liên bangĐức, Ba Lan, Pháp,… Trong đó Tiệp Khắc (nay là Cộng hòa Séc và Cộng hòaSlovakia) là nước trồng và hoa có chất lượng, bọt lâu tan và giữ được phẩmchất khi thời gian bảo quản kéo dài

Đến nay người ta vẫn chưa tìm ra nguyên liệu mới nào có thể thay thếđược cho hoa houblon trong sản xuất bia

Hoa houblon có 2 dạng chế phẩm: dạng viên và dạng cao hoa

hóa học:

(75%))

Polyphenol: lắng kết và loại bỏ hợp chất protit cao phân tử ra khỏi dịchđường, ổn định thành phần và tăng độ bền keo của bia thành phẩm

Ngoài acid đắng và nhựa đắng ra, tanin có trong thành phần của hoa houblon cũng có

ý nghĩa nhất định trong sản xuất bia, nó tham gia quá trình kết tủa protein làm tăngtính ổn định của bia

4 Nấm men

Hình 4: Hoa Houblon

Nấm men được dùng trong sản xuất bia thuộc saccharomyces Nấm men

này có kích thước 6 – 9µm, chúng sinh sản bằng cách nảy chồi và thuộcloại hiếu khí không bắt buộc Trong điều kiện có oxy, chúng tham giaquá trình lên men tạo ra C2H5OH, CO2 là chính và các sản phẩm lên menkhác

Trong sản xuất bia, người ta sử dụng cả nấm lên men nổi

(Saccharomyces Cerevisiae) và nấm lên men chìm (Saccharomyces carsbergensis, S uvanium)

5 Các chất phụ gia

- Nhóm chất dùng để xử lý nước: muối sulfit hay sulphate natri, hợp

chất có chứa chlor, acid…

- Nhóm chất dùng để chống oxy hóa cho bia

- Các chế phẩm enzyme

- Nhóm chất dùng cho quá trình thu hồi bia

- Nhóm chất trợ lọc làm trong dịch đường, bia, nước.

6 Các nguyên liệu tinh bột

Đây là những nguyên liệu phụ dùng trong sản xuất bia nhằm cung cấptinh bột cùng với thóc malt chuyển thành đường maltoza trong quá trình đườnghóa

Các nguồn nguyên liệu này là gạo, ngô, mì, mạch đen, cao lương, sắn vàkhoai tây Trong số này thường được dùng là gạo tẻ, ngô đã tách phôi và hạt

mì Khi dùng để đường hóa chúng được nghiền nhỏ thành bột, cho vào nấu quakhâu hồ hóa, dịch hóa và đường hóa

Các loại hạt này dùng cho bia phải chọn loại tốt: hạt mẩy đều, không cóhạt lép, hạt mốc, mọt Nên dùng gạo mới xát không cần xát kỹ

Ngoài ra, khi đường hóa thấy dịch chưa đủ nồng độ đường cần thiết thì cóthể bổ sung thêm đường saccaroza ở dạng đường kính, đường hoa mai hoặcđường nấu

III NẤM MEN SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT BIA

1 Đặc điểm hình thái và cấu tạo

a) Khái quát

Nấm men thuộc nhóm cơ thể đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong thiênnhiên, đặc biệt chúng có nhiều ở vùng đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả.Nhiều loài nấm men có khả năng lên men rượu Từ lâu người ta đã biết sử dụngnấm men để sản xuất rượu bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiềuvitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọnglượng khô của tế bào, nên nhiều loại nấm men còn được sử dụng để sản xuấtprotein

Nấm men dùng trong sản xuất bia thường là các chủng thuộc giống

Saccharomyces, chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng trong môi

trường nước mạch nha như các loại đường hoà tan, các hợp chất nitơ (các acidamin, 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 đểchuyển hoá các chất này thành những dạng cần thiết cho quá trình phát triển vàlên men của nấm men được tiến hành

Hình 6: Cấu tạo nấm men

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 giốngchính là men ale (Saccharomyces cerevisiae) và men lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất.

Các nòi men bia được dùng trong sản xuất thường được gọi là “giống menbia” Đó là các nòi thuần chuẩn được tách hay phân lặp từ một tế bào Sử dụnggiống thuần chủng làm cải thiện chất lượng sản phẩm, làm giảm các tác nhângây hư hỏng và xuất hiện các mùi vị lạ không mong muốn Lên men ổn định vàđồng hóa đều hơn, bia nhận được đồng nhất về chất lượng và thành phần

b) Cấu tạo:

Nấm men Saccharomyces thuộc họ Saccharomycestaceae, nghành

Ascomycota, 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

Lypoprotein giữ vai trò vận chuyển

chất dinh dưỡng cho tế bào

+ Tế bào chất gồm có lưới nội

chất là vị trí có 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 Trong tế bào

chất có chứa thông tin di truyền cho

tế bào và các thành phần liên quan trong quá trình sinh tổng hợp và sinh sảncủa tế bào Năng lượng cung cấp cho tế bào qua những phản ứng xảy ratrong ty thể cũng nằm trong tế bào chất Ngoài ra còn có các hạt glycogen,hạt mỡ dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào

c) Thành phần hóa học:

Thành phần hóa học của nấm men Saccharomyces khác nhau tùy thuộc

vào điều kiện 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 trong tế bào là khoảng trống giữ tếbào, nước nằm bên trong tế bào ( nội bào ) là phần nước nằm bên trong tế bàochất của tế bào Lượng nước khác nhau tùy thuộc vào chủng nấm men, kĩ thuậtnuôi cấy và phương pháp thu tế bào Vd: khi nuôi trong môi trường NaCl thìlượng nước trong tế bào giảm

Bảng 1: Ảnh hưởng của NaCl lên sự phân bố độ ẩm của nấm men

Phương pháp nuôi Phân bố trong nấm men

%

Phân bố độ ẩm trong nấm men %

chất khô

Thêm NaCl vào

môi trường nuôi

- 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 tếbào 7,6%, tro 7,6% Thành phần những chất này không ổn định, nó cóthể 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(9,47-10.96%) và chitin

- Chất mỡ của nấm men là mỡ trung tính glycerol, photphat lipid, sterol

tự do và nhiều este

- Tro : chiếm 6.5-12% lượng chất khô trong nấm men

2 Đặc điểm phân loại nấm men

a) Nấm men nổi

- Nấm men lên men nổi là Sacchromyces cerevisiae dùng trong sản

xuất bia ale Tế bào nấm men mẹ và con sau khi nảy chồi thườngdính lại với nhau tạo thành chuỗi các tế bào nấm men hình dạng chủyếu là hình cầu hoặc hình oval với kích thước từ 7 – 10μm.m

- Đặc điềm hình thái: Sacchromyces cerevisiae sinh trưởng và phát

triển ở nhiệt độ cao, lơ lửng trên bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men

từ 10 – 250C Khi quá trình lên men kết thúc, tế bào kết chùm, thànhchuỗi tạo lớp dày nổi lên bề mặt cùng với bọt bia làm cho khả năng

tự trong của bia rất chậm, khả năng lắng yếu nên phải lọc cẩn thận

b) Nấm men chìm

- Nấm men lên men chìm tên là Sacchromyces carlsbergensis, lên

men ở nhiệt độ thấp dùng trong sản xuất bia lager Hầu hết các tế bào

Hình 7 : Nấm men nổi

sau khi nảy chồi thường đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hình dạng chủyếu là hình cầu Thành phần hoá học của tế bào chứa khoảng 75%nước, 15 – 45% protein của chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, 4 –7% chất béo, 8 – 9% chất vô cơ

- Đặc điểm hình thái: tế bào Sacchromyces carlsbergensis hình ovan,

có kích thước 6-12 μm.m , sinh sản bằng cách nảy chồi Rất khó tạothành bào tử( nấm men nổi dễ sinh bào tử hơn) Sinh trưởng và pháttriển ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ lên men từ 6-8oC, nấm men chết ởnhiệt độ 50-600C Phân bố ở tầng sâu trong thiết bị Dễ kết lắng và dễtách lớp Do đó quá trình lọc dễ hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụnglại nấm men Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, menđược giữ dưới dạng men khô, sau đó nhân giống trung gian rồi đưavào sử dụng trung sản xuất bia

- Nấm men chìm còn chia ra hai loại tùy thuộc vào khả năng kết lắng

của nó là nấm men bụi và nấm men kết bông Nấm men bụi là nấmmen phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết thúc lênmen chính Nấm men kết bông là loài nấm men có thể kết dính vớinhau trong thời gian ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thànhkhối kết bông lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị Còn nấm mennổi không có khả năng này

c) Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm

- Sự khác nhau giữa nấm men nổi và nấm men chìm là khả năng lên

men các loại đường trisacarit Nấm men chìm có thể phân hủytrisaccharit thành fuctoza và meliboza, sau đó dưới tác dụng củaenzym melibiaza các đường glucoza và galactoza được tạo thành Vìvậy, men chìm có thể lên men hoàn toàn đường rafinoza, trong khi

đó nấm men nổi chỉ sử dụng được 1/3 đường rafinoza

- 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 đổichất của nấm men chìm chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men, còncủa nấm men nổi xảy ra mạnh trong quá trình hô hấp, vì vậy sinhkhối 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

- Nấm men nổi nổi lên trên bề mặt dịch trong và cuối quá trình lên

men chính Trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khikết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh trong nhưng khả năng lênmen hết đường không bằng nấm men nổi Như vậy đối với sản xuấtbia bằng phương pháp lên men nổi, nấm men được tách khỏi biabằng cách hớt bọt, lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết bị lênmen

- Ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa hai loại nấm men này còn có

nhiều đặc điểm sinh hóa khác nhau dựa vào năng lực lên men đường

disacarit melibioza của chúng Nấm men chìm (S carlsbergensis) có

chứa các gen MEL Các gen này tạo ra enzyme ngoại bào là α –

Hình 8: Nấm men nổi

galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hóa đường melibioza.

Trong khi đó nấm men nổi (S cerevisiae) không chứa gen MEL do

đó không chuyển hóa được đường melibioza

Bảng 2: So sánh đặc tính của nấm men nổi và nấm men chìm

Đặc tính Nấm men nổi S Cerevisiae

Loại bia: Lange

Nhiệt độ lên

Cơ chất Chủ yếu lên men đường đơn

(glucose, fructose), đường đôi(saccharose, maltose), khó lên

men đường tam (raffinose)

Lên men tốt glucose, maltose, galactose, fructose, saccharose, mannose và cả raffinose

3 Vai trò của nấm men

- Nấm men đóng vai trò hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất

bia Nhờ đặc tính sinh dưỡng của nấm men là quá trình chuyển hóadịch đường thành rượu (C2H5OH) và sinh ra khí CO2 là thành phầnchính của bia, tạo ra các mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loạinấm men mà tạo ra các mùi vị khác nhau

- Các loại 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 chúnglên men tạo thành ethanol và CO2 theo phương trình:

4 Giữ giống bia

Những nòi men bia thuần khiết được tách ra từ 1 tế bào, nuôi cấy và bảoquản sao cho giữ được những tích chất ban đầu của chúng Trong bảo quản quátrình sống của men giống xảy ra rất chậm và hạn chế sự phát triển của chúng.Giữ được trạng thái tiềm sinh này có thể áp dụng các phương pháp bảo quản ởnhiệt độ thấp 2 – 40C ( không quá 80C), đông khô, ở dạng bào tử hoặc kỵ khí

Cố giáo sư Vexelov ( Nga) cho rằng, muốn giữ được đặc tính quý của giốngcần phải định kỳ cho những giống đang ở điều kiện tiềm sinh ra sản xuất rồi lạiđưa vào bảo quản theo nguyên tắc “sống” và “làm việc”

Bảo quản giống cần thiết ở 5-80C trong bảo hòa CO2 có thể giữ đượcnhững tính chất ban đầu, nâng cao được khả năng lên men và cải thiện đượcmùi vị của bia.

5 Nuôi cấy giống men bia

Nuôi cấy giống men bia trong sản xuất cũng theo nguyên tắc tăng dần thểtích và số lượng tế bào để đảm bảo khả năng lên men: giống từ ống nghiệm cấyqua các bình, các thùng rồi chuyển vào thùng lên men chính Đầu tiên giốngống nghiệm được chuyển vào các bình 300ml dịch nước malt, giữ ở 18 – 250Ctới khi phát triển mạnh Từ đây chuyển qua các bình 3 – 5 lit có 2 – 3 lit dịchđường malt có hoa houblon và nuôi nhân giống ở 18 – 25 0C Tiếp đó nuôigiống ở các thùng 200 – 400 lit với 100 – 200 lit môi trường ở 120C Tỷ lệ tiếpgiống là 10% Đến khi giống sinh trưởng mạnh ở các thùng này sẽ tiếp giốngvào các thùng lên men Quá trình nhân giống men bia thuần chuẩn trong phòngthí nghiệm được giời thiệu ở hình

Dịch đường malt - houblon còn nóng cho vào bình 1 và được thanh trùngbằng hơi nóng, sau đó làm lạnh và được chuyển sang bình 2 Tiếp giống từbình nhân giống trong phòng thí nghiệm vào dịch trong bình 2 Nuôi khoảng 3ngày đến khi sủi bọt mạnh có nghĩa là men tốt thì chuyển sang bình 3 đã có đầydịch được thanh trùng tại đó Trước khi chuyển giống từ bình 2 sang 3, người

ta giữ lại 10 lit giống và chứa vào bình nhỏ 4 ở bên cạnh Mẻ tiếp theo sẽ dùnggiống gốc từ bình 4 và không cần phải nhân giống ở phòng thí nghiệm

Sử dụng lại men sau khi lên men chính: cặn men ở các thùng lên menchính sau khi đã chuyển dịch vào lên men phụ chia làm 3 lớp : lớp dưới cùng lànhững tế bào già, có lực lên men yếu; lớp giữa là những tế bào trẻ hơn có khảnăng lên men mạnh, và lớp trên cùng là những tế bào có kích thước nhỏ khảnăng kết lắng kém cùng với những vẩn cặn protein và houblon Chỉ nên dùnglại lớp men giữa sau khi được xử lý

IV QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA

1 Quy trình sản xuất bia

Trong phần trên chúng ta đã đề cập đến các nguyên liệu dùng để sản xuấtbia Các nguyên liệu này trước hết phải đường hóa các hàm lượng tinh bột cótrong thóc matl, gạo hoặc ngô (là những nguyên liệu phụ) Quá trình đường hóakhông có sự tham gia của vi sinh vật trong đó tác nhân chuyển hóa tinh bộtthành đường là các enzym có trong thóc malt

Khi đã có dịch đường người ta nấu với hoa houblon rồi cho nấm men biavào dịch để lên men Bia là loại sản phẩm lên men không chưng cất

Lên men bia về cơ bản cơ chế của quá trình cũng tương tự như lên menrượu etylic, song cũng có đôi điều khác biệt đó là nấm men bia là những nòilên men rượu và phát triển ở nhiệt độ thấp do vậy sản xuất bia cần cung cấplạnh rất nhiều các xí nghiệp bia, đặc biệt ở vùng nhiệt đới như nước ta, phảitrang bị hệ thống làm lạnh và cấp lạnh rất tốn kém

Sơ đồ quy trình.