Lên men và các biến đổi xảy
ra trong quá trình lên men


Lên men (fermentation)
Mục đích: chuyển hố các đường lên men thành
rượu (ethanol) dưới tác dụng của nấm men.
Phương pháp:
- Lên men chìm (lager) : nhiệt độ lên men 6-100C
- Lên men nổi (ale beer): nhiệt độ lên men 14-250C


Các biến đổi trong quá trình lên men


Các biến đổi trong quá trình lên men


Ảnh hưởng của nồng độ glucose đến khả năng lên men


Ảnh hưởng của nồng độ glucose đến khả năng lên men


Các thơng số cần kiểm tra trong q trình lên men
+ Nhiệt độ lên men
+ Áp suất trên bề mặt
+ Hàm lượng đường giảm đi: 0P (hoặc 0 Balling)
+ Tỉ trọng của dung dịch: sử dụng tỉ trọng kế
( hydrometer), tỉ trọng của dung dịch được đo
sau khi đã loại CO2 ra khỏi dung dịch

+ Hàm lượng rượu sinh ra: dựa vào tỉ trọng

+ Mật số tế bào nấm men, tỉ lệ nấm men nảy chồi, tỉ lệ nấm men chết
+ pH của dịch lên men: sử dụng pH kế


Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men
•
•
•
•
•
•
•
•

Chất lượng nấm men sản xuất
Lượng nấm men gieo cấy ban đầu
Nồng độ chất hồ tan của dịch đường hops hố
Nhiệt độ của dịch lên men
Áp suất bề mặt
Hàm lượng oxy
Nồng độ của sản phẩm lên men (ethanol)
Cường độ khuấy đảo dịch lên men


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men
•
•

•
•
•
•

Glycerin
Rượu bậc cao
Acid hữu cơ
Este và aldehide
Acetoin, diaxetyl và 2,3- butandiol
Hydro sunfua (H2S) và mercaptan


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men
Các hợp chất ảnh hưởng
đến chất lượng của bia
Esters - : có mùi thơm trái cây
(fruity notes)
Phenols – có mùi gia vị (spicy
notes)
Diacetyl (ketone) - có mùi bơ

(buttery)
Các hợp chất này có thể làm cho
mùi của bia tốt hơn hoặc xấu hơn
tuỳ vào hàm lượng của nó trong
sản phẩm . Khi bị oxy hố nó sẽ
gây mùi xấu cho sản phẩm
Fusel alcohols – gây nhức đầu
Fatty acids - bị oxy hố thành
mùi xà phịng, (soapy off-flavors)


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men


Sự sinh tổng hợp các sản phẩm bậc hai trong
quá trình lên men


Các biến đổi khác trong q trình lên men
•

Sự thay đổi độ chua và năng lực đệm
Dịch wort pH =5  bia pH = 4,2 -4,4 (lager)
• Sự thay đổi thế oxy hoá khử và cường độ màu
Dịch wort màu: 15 (EBC)  bia (lager): 7 -8(EBC)
• Sự kết mảng của tế bào nấm men
• Sự tạo bọt



Các biến đổi khác trong quá trình lên men (Sự tạo bọt)
• Các hợp chất tạo bọt:
– Protein trong lúa mạch
– Các chất tạo vị đắng trong hop
• Ảnh hưởng khơng tốt cho sự tạo
bọt:
– Các lipids
• Các protein tạo bọt:
– Các protein vận chuyển lipid
(LTP1), là protein với trọng
lượng phân tử 10 kDa có trong
lúa mạch
• Sự chuyển hóa LTP1 nguyên thủy
trong lúa mạch thành dạng tạo bọt
diễn ra trong q trình đun nóng
hèm - sự biến tính của cấu trúc bậc
ba của protein.


Giai đoạn ổn định (refine green)
• Mục đích : để tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm
• Các biến đổi xảy ra trong quá trình giai đoạn ổn định
- Giảm các khí và các chất dễ bay hơi sinh ra trong giai đoạn lên men tạo
hương vị xấu cho sản phẩm như H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh,
diacetyl, tăng hương vị thơm ngon cho sản phẩm
- Giảm hiện tượng đục mờ trong bia non (green beer)
- Tăng độ bền sinh học cho sản phẩm
• Các yếu tố ảnh hưởng chính đến chất lượng của bia trong giai đoạn
ổn định
- Nhiệt độ

- Thời gian


Phương pháp thực hiện
Lên men chìm (Lager)
• Trước khi kết thúc q trình lên men chính làm lạnh ở phần đáy cone xuống 50C ,
95% thể tích bia có nhiệt độ cao hơn thúc đẩy sự giảm diacetyl
• Sau 24 h làm lạnh  thải bỏ cặn nấm men
• Giảm nhiệt độ toàn bộ dịch lên men xuống 50C  hình thành các hợp chất tạo hương.
• Loại hồn tồn enzyme protease, giúp ổn định bọt cho bia.
• Độ bền keo hình thành sau khi làm lạnh ở nhiệt độ 1-20C trong 2 -9 ngày
Lên men nổi (Ale)
• Thời gian lên men chính kết thúc sau 48 - 60 giờ lên men ở nhiệt độ 240C .
• Hàm lượng diacetyl giảm nhanh chóng, mức diacetyl (0.1 mg/l) tăng hương vị cho ale
bia
• Nấm men loại bỏ bằng cách vớt bọt trên bề mặt thiết bị lên men và thải cặn nấm men.
• Bia được tồn trữ ở 10C trong 48 - 120 giờ


Biến đổi hương vị (Maturation: flavour and aroma changes)
• Ảnh hưởng lớn nhất đến hương vị của bia là các hợp chất như
diketones (đặc biệt diacetyl), các hợp chất sulphur, aldehydes, và
các acid béo dễ bay hơi giảm đi trong giai đoạn ổn định và tồn tại
trong bia thành phẩm với liều lượng diacetyl <0.1 mg/l
• Tốc độ giảm các hợp chất này phụ thuộc chủ yếu chất lượng nấm
men, thời gian và nhiệt độ tồn trữ
• T, P CO2   loại bỏ các hợp chất gây mùi xấu cho bia
• Nấm men cịn lại trong bia non khoảng 1- 4 *106 tế bào/ml bia tiếp
tục các quá trình chuyển hoá và lên men



Biến đổi hương vị (Maturation: flavour and aroma changes)


Biến đổi của diacetyl
• Dùng phương pháp cố định tế bào nấm men (Pajunen et al.,
1991; Pajunen, 1993)
• Gia nhiệt dịch bia non lên khoảng 900C trong thời gian 8-10
phút để chuyển hố acetolactate diacetyl, sau đó dùng
phương pháp cố định tế bào nấm men để chuyển diacetyl
acetoin

Biến đổi của các hợp chất sulphurs
•Giảm sau 5-7 ngày tồn trữ ở nhiệt độ thấp
•Hàm lượng H2S sinh ra trong giai đoạn lên men chính phụ thuộc vào
phương pháp lên men, tỉ lệ threonine và methionine, thời gian đun sôi
dịch wort để S-methyl methionine (SMM) DMS (dimethyl sulphide)
(Dickenson and Anderson, 1981).


Biến đổi của các hợp chất sulphurs
• DMS bị khử thành dimethyl sulphoxide (DMSO) , (Anness, 1980).
• Ngưỡng cảm của DMS là 35- 40 g/l (Brown et al., 1978)
• DMS bị loại khỏi bia nhờ CO2.

Biến đổi của aldehyde
•Acetaldehyde là thành phần aldehyde chủ yếu trong bia , 80%
•Sinh ra trong q trình lên men chính (phát triển sinh khối của nấm
men)
•Sinh ra do oxy hố ethanol

•Trong giai đoạn ổn định acetaldehyde giảm xuống còn 2±7 mg/l (do
bị khử thành ethanol)
•Ngưỡng cảm của acetaldehyde là 10mg/l, có mùi táo xanh (green
apple), 35mg/l gây ảnh hưởng xấu cho người sử dụng


Biến đổi của các acid béo dễ bay hơi
• Nhiệt độ lên men bia ảnh hưởng đến hàm lượng acid béo
4C –10C
• Các acid béo có 8C sinh ra trong lên men chính 10C
trong giai đoạn ổn định
• Nhiệt độ ổn định cao khó loại acid 10C (capric acid) ra
khỏi bia.
• Ngưỡng cảm của capric acid là 10mg/l, gây mùi khó chịu,
Biến đổi chất lượng do oxy
•Thời gian sử dụng bia (shelf-lives) tối đa khoảng 1 năm khi được tồn
trữ ở điều kiện bình thường
•Sự xáo trộn trong vận chuyển, tăng nhiệt độ, tiếp xúc với ánh sáng làm
tổn thất CO2, hấp thụ O2


Sự đa dạng về hương vị, mùi thơm
•

•

•

Hương vị của bia rất phức tạp
– 800 hợp chất khác nhau

phối hợp lại
Các hương vị chính
– Vị đắng của hop
– Vi cồn của ethanol
– Vị tê đầu lưỡi của CO2
Các hương vị thứ cấp
– Vị trái cây của ester
– Vị cồn của các chất cồn
cao phân từ
– Các hợp chất sulfur
– Kiểm nghiệm hương vị sản
phẩm:
– Các chuyên gia thử sản
phẩm
– Phân tích bằng sắc ký khí

Mỗi một vị được xác định
theo thang điểm từ 0-10


Bổ sung phụ gia để cải thiện hương vị, mùi thơm và màu
sắc của sản phẩm
Mục đích : rút ngắn thời gian ổn định, tăng chất lượng sản phẩm
Phương pháp bổ sung vào giai đoạn ổn định trước khi lọc
Màu
• Bổ sung màu caramel với độ màu 50,000 0EBC và có nồng độ
chất khơ là 65%
• Rẻ hơn so với sử dụng chocolate malt
Hương vị (Flavour)
 Vị đắng : bổ sung dịch trích của hops đã được đồng phân hố vào

trước giai đoạn lọc
 Vị ngọt: bổ sung dịch đường vào trong bia
Hương thơm (Aroma)
Bổ sung tinh dầu thơm trích ly từ hops
Sulphur dioxide
Chống sự oxy hoá các hợp chất thơm trong bia, liều lượng tối đa là
20mg/l bia