“LÊN MEN BIA”

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với tốc độ hóa đô thị và công nghiệp hóa của đất nước, nghành
công nghệ thực phẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân. Đóng vai trò chủ lực trong đó có lĩnh vực chế biến đồ uống.
Bia – nói một cách tổng thể là một loại đồ uống chứa cồn được sản xuất bằng
quá trình lên men của đường lơ lửng trong môi trường lỏng và nó không được
chưng cất sau khi lên men.
Bia là loại đồ uống có độ cồn thấp, giàu dinh dưỡng. Ngoài việc cung cấp một
lượng calori khá lớn, trong bia còn chứa một hệ enzim khá phong phú, đặc biệt là
nhóm enzim kích thích tiêu hóa amylaza.
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 tính chất cảm quan
rất hấp dẫn đối với con người: hương thơm đặc trưng, vị đắng dịu, lớp bọt trắng
mịn, với hàm lượng CO
2
khá cao (4 – 5g/l) giúp con người giải khát một cách triệt
để khi ta uống.
Nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới có ưu điểm là thị trường giải khát
lớn. Mặt khác, các nhà sản xuất bia lon xuất khẩu không nhiều. Do chính sách mở
cửa của nhà nước các thương hiệu bia nước ngoài tràn ngập vào thị trường Việt
Nam tạo ra sức cạnh tranh rất lớn. Vì vậy, nước ta cần tạo ra một loại bia có chất
lượng cao và giá thành sản phẩm ổn định, đẩy mạnh xuất khẩu.
Để tạo ra được bia đạt chất lượng thu hút sự quan tâm của nhiều người thì quá
trình lên men bia là một trong những nhân tố quan trọng. Chất lượng của bia được
xem như là kết quả từ các quá trình hoạt động của nấm men. Vì thế, để có được bia
chất lượng đáp ứng được nhu cầu người tiêu dùng thì đây cũng là vấn đề của nhiều
nhà sản xuất kinh doanh cũng như những người học công nghệ. Sau đây là phần tìm
hiểu thông tin chi tiết về công nghệ sản xuất bia nói chung cũng như quá trình lên
men bia nói riêng.
Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránh khỏi
được những sai sót. Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được những ý
kiến đóng góp của Cô để có thể hoàn thiện đề tài tiểu luận về: “ lên men bia”.
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG 5
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA
1.1 GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA:
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG 6
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
1.2 CÔNG NGHỆ LÊN MEN BIA:
1.2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIA:
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG 7
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
Khi tiến hành lên men dịch đường houblon hóa,một lượng lớn cơ chất ,chủ yếu
là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, khí CO
2
và các sản phẩm phụ. Ngoài các gluxit bị tác động mạnh,các thành phần khác của
dịch đường cũng chịu những sự thay đổi lớn. Một phần trong đó bị nấm men đồng
hoá và bị biến đổi thành những hợp chất khác nhau ,còn một số khác thì chuyển đổi
thành trạng thái không hoà tan và bị tách ra ngoài dưới dạng kết lắng. Tất cả những
điều đó dẫn đến một sự thay đổi lớn về lượng và biến đổi sâu sắc về chất trong các
cấu tử hợp thành chất hoà tan của dịch đường.
Ta thấy rằng hàm lượng chất hoà tan trong bia là thấp hơn so với dịch đường
houblon hóa .Nguyên nhân của việc giảm này là từ ba lý do sau:
• Do nấm men tiêu tốn một phần để cung cấp năng lượng cho việc phát triển
sinh khối.
• Do một số sản phẩm tạo thành là hợp chất dễ bay hơi
• Do một phần bị kết lắng.
Tổng lượng chất hoà tan đã bị tiêu hao trong thời gian lên men chính (kể cả phần
tiêu hao do kết lắng) gọi là chất chiết đã lên men. Khối lượng chất chiết đã lên men
biểu thị bằng phần trăm so với lượng chất hoà tan ban đầu của dịch đường,gọi là
mức độ lên men hay độ lên men. Một phần chất hoà tan ban đầu của dịch đường
houblôn hoá tồn tại trong bia như là một cấu tử hợp thành chất hoà tan của nó,gọi là
chất chiết không lên men hay chất khô sót.
Trong thành phần của chất hoà tan ban đầu của dịch đường nấm men có thể hấp
thụ được một phần rất lớn, phần đó được gọi là chất chiết có khả năng lên men,
phần còn lại nấm men không có khả năng hấp thụ gọi là chất chiết không lên men.
Khối lượng của chất chiết có khả năng lên men biểu thị bằng phần trăm theo lượng
chất chiết ban đầu của dịch đường houblon hóa,gọi là độ lên men cuối cùng.
Độ lên men và độ lên men cuối cùng của các loại bia khác nhau dao động trong
những khoảng rất lớn. Đây là những chỉ số cơ bản và đặc trưng cho chủng loại và
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG 8
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
chất lượng của bia. Những chỉ số này có thể điều chỉnh được thông qua việc điều
khiển các quá trình hoá sinh ở giai đoạn sản xuất dịch đường.
Về lý thuyết thì toàn bộ lượng chất chiết có khả năng lên men,có thể sẽ được lên
men hoàn toàn. Lúc đó độ lên men sẽ có gía trị bằng độ lên men cuối cùng. Nhưng
trong thực tế sản xuất, không bao giờ độ lên men của một dịch đường lại có thể đạt
đến độ lên men cuối cùng của nó.Vấn đề ở đây là hoàn thiện chu trình lên men,xác
định được các điều kiện ở mức tối ưu với mục đích cao nhất là giảm đến mức thấp
nhất sự sai lệch giữa hai chỉ số độ lên men đó. Và đây là một trong những tiền đề
quan trọng nhất để thu nhận được các loại bia có độ bền sinh học cao.
Ở những nhà máy sản xuất bia theo phuơng pháp cổ điển,quá trình lên men được
thực hiện trong các thùng hoặc các bể dạng hở. Trong điều kiện như vậy, không phụ
thuộc là nhiệt độ cao hay thấp thì một lượng CO
2
đáng kể cần thiết cho bia đã bị bay
ra ngoài.Nghĩa là sau khi lên men chính hàm luợng CO
2
ở trong bia non chưa đạt
mức bão hoà cần thiết.Thực tế đó đã buộc các nhà công nghệ phải đình chỉ quá trình
lên men chính khi mà trong dịch lên men đó (bia non) còn một lượng đáng kể các
chất hoà tan,mà nấm men có thể hấp thụ được ở điều kiện đó để chuyển chúng sang
một điều kiện khác: lên men trong các thùng kín ở nhiệt độ thấp hơn. Đây chính là
giai đoạn hai của quá trình lên men:lên men phụ. Lên men phụ thực chất là quá trình
lên men chính nhưng với tốc độ lên men thấp hơn nhiều so với giai đoạn đầu.
Bình thường thì hàm lượng CO
2
ở trong bia thành phẩm phải đạt ít nhất là
0.35% khối lượng . Con số này ở trong bia non sau khi lên men chính kết thúc là
khoảng 0.15-0.2%. Như luợng CO
2
thiếu hụt đi ít nhất là 0.2% . Để bù vào lượng đó
cần thiết phải lên men tiếp 0.4% cơ chất nhưng vì trong quá trình bơm chuyển bia
non từ khu vực lên men chính sang mặt bằng lên men phụ một phần CO
2
lại tiếp tục
mất đi. Do đó từ 0.4% lượng cơ chất chắc chắn là không đủ lượng CO
2
cần thiết.
Hơn nữa, mức độ lên men như trên đã nói là không bao giờ đạt đến độ lên mên cuối
cùng. Cho nên thời điểm đình chỉ quá trình lên men chính thích hợp nhất là khi hàm
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG 9
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
lượng chất chiết trong dịch lên men giảm xuống còn khoảng 30-35% so với lượng
chất chiết ban đầu có như vậy trong giai đoạn lên men phụ,một lượng cơ chất 1-
1.2% tiếp tục bị lên men thì may ra bù đủ lượng CO
2
cần có .
1.2.2 SINH TỔNG HỢP CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH LÊN
MEN BIA:
1.2.2.1 Sinh tổng hợp các sản phẩm chính (bậc 1)của quá trình lên
men bia: rượu etylic + CO2:
Quá trình lên men rượu bao gồm 11 giai đoạn (11 phản ứng):
 Phản ứng 1: Glucose được phosphoryl hóa ở C
6
để cho sản phẩm
glucose-6-P, nguồn phosphate là ATP
Phản ứng xảy ra được là do sự xúc tác của hexokinase với sự có mặt bắt buộc
của Mg
2+
. Hexokinase không những xúc tác sự phosphoryl hóa glucose mà còn xúc
tác sự phosphoryl hóa các hexose khác như fructose, manose.
 Phản ứng 2: Chuyển hóa glucose-6-P thành fructose-6-P
Enzyme phosphohexose isomerase xúc tác sự chuyển hóa đồng phân glucose-
6-P thành fructose-6-P, biến một aldose thành một ketose.
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG
10
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
 Phản ứng 3: Phosphoryl hóa fructose-6-P thành fructose1,6
biphosphate
 Phản ứng 4: Phân cắt Fructose 1,6 biphosphate
Fructose1,6 biphosphate bị phân cách thành 2 phân tử triozophosphat cụ thể là
aldehit 3 – phosphoglyxerinic và phosphodioxyaxeton. Phản ứng này được sự xác
tác của enzim aldolase.
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG
11
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
 Phản ứng 5: Chuyển hóa nội phân tử triose phosphate
Chỉ một trong hai triose phosphate là aldose: 3-P glyceraldehyde tham gia
tiếp vào quá trình đường phân. Nhưng dihydroxyaceton-P có thể được chuyển hóa
thành 3-P glyceraldehyde nhờ triose phosphate isomerase.

 Phản ứng 6: Oxy hóa 3-P glyceraldehyde thành 1,3
biphosphoglycerate
Xúc tác cho phản ứng này là enzyme 3-P glyceraldehyde dehydrogenase, có
coenzyme NAD
+
, trong trung tâm hoạt động có nhóm –SH.
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG
12
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
 Phản ứng 7: Trong phản ứng này gốc phosphate cao năng của 1,3
biphosphoglycerate chuyển cho ADP để tạo ATP ( oxy hóa phosphoryl
hóa mức cơ chất) và 3P glycerate
 Phản ứng 8 : Chuyển hóa 3P glycerate thành 2P glycerate
(chuyển gốc P nội phân tử) nhờ enzyme phosphoglycerate mutase cần Mg2+
cho hoạt động của nó. Đây là phản ứng thuận nghịch:

CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG
13
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA GVHD: PHAN THỊ HỒNG LIÊN
 Phản ứng 9: 2P glycerate bị loại nước để tạo thành
phosphoenolpyruvate là phản ứng thuận nghịch được xúc tác bởi
enzyme enolase.

 Phản ứng 10: Chuyển nhóm phosphate từ phosphoenolpyruvate đến
ADP, phản ứng được xúc tác bởi pyruvat kinase, để tạo ATP và
pyruvate.
Pyruvat kinase bị kìm hãm bởi ATP, khi nồng độ ATP cao thì nó gây kìm hãm
dị không gian. Ở động vật có xương sống pyruvat kinase có ít nhất 3 isozyme, hơi
khác nhau trong phân bố ở các mô và trong việc đáp ứng đối với những chất điều
hòa (modulator) .
CHUYÊN ĐỀ: “LÊN MEN BIA” TRANG
14

Xem chi tiết: “LÊN MEN BIA”