Đang tải... (xem toàn văn)
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 giống chính là men Ale (Saccharomyces cerevisiae) và men Lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác nữa tùy theo loại bia nào được sản xuất. Men bia sẽ chuyển hóa đường thu được từ hạt ngũ cốc và tạo ra cồn, CO2. Trước khi các chức năng của men bia được hiểu rõ thì mọi quá trình lên men đều sử dụng các loại men bia hoang dã. Mặc dù còn rất ít loại bia, chẳng hạn như bia lambic vẫn dựa trên phương pháp cổ này nhưng phần lớn các quá trình lên men ngày nay đều sử dụng các loại men bia được nuôi cấy và có độ tinh khiết cao. Trung bình, hàm lượng cồn trong bia là khoảng 46% rượu theo thể tích, mặc dù nó có thể thấp tới 2% và cao tới 14% trong một số trường hợp nào đó. Một số nhà sản xuất bia còn đưa ra loại bia chứa tới 20% cồn. Nấm men lên men nổi là saccharomyces cerevisiae dùng trong sản xuất bia Ale. Tế bào nấm men mẹ và con sau khi nãy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi các tế bào nấm men hình dạng chủ yếu là hình cầu hoặc hình oval với kích thước 710 µm. Nấm men lên men chìm tên là Saccharomyces carlsbergensis, lên men ở nhiêt độ thấp dùng trong sản xuất bia lager. Hầu hết các tế bào sau khi nảy chồi thường đứng riêng lẻ hoặc cặp đôi, hình dạng chủ yếu là hình cầu. Thành phần hóa học của tế bào chứa khoảng 75% nước, 1545% protein của chất khô, 2535% cacbonhydrat, 47% chất béo, 89% chất vô cơ.Saccharomyces carlsbergensis sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ từ 0100C. Phân bố ở tầng sau trong thiết bị, dễ kết lắng và tách lớp. Do đó quá trình lọc dễ dàng hơn đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men. Nấm men được sử dụng từ nấm men thuần chủng, men được giữ dưới dạng men khô, sau đó nhân giống trung gian rồi đưa vào sử dụng trung gian sản xuất bia. Bảng so sánh đặc tính của nấm men nổi và nấm men chìmĐặc tínhNấm men nổi S.Cerevisiae Loại bia: AleNấm men chìm S.carlsbergensisLoại bia: LagerNhiệt độ lên men 14250C4120CCơ chấtChủ 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
I Tổng quan Giới thiệu nấm men Men lồi nấm đơn bào, Kích thước đường kính tế bào men vào khoảng 1/100 mm Chúng phân bố rộng rãi thiên nhiên, đặc biệt chúng có nhiều vùng đất trồng nho nơi trồng hoa Nhiều lồi nấm men có khả lên men rượu bia Từ lâu người ta biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu bia Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào lại chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein chiếm tới 50% trọng lượng khô tế bào, nên nhiều loại nấm men sử dụng để sản xuất protein Ngồi nấm men cịn sử dụng cơng nghệ sản xuất bánh mì Tuy nhiên, có nhiều loại nấm men có hại gây bệnh cho người gia súc, làm hư hại lương thực, thực phẩm Có nhiều dịng men khác nhau, dịng men có đặc tính đặc thù riêng biệt chúng Phần lớn loài men thuộc ngành túi nấm (Ascomycota), có số lồi thuộc ngành nấm đảm (Basidiomycota) Một số lồi nấm, chẳng hạn Candia albicans Candia albicans gây nhiễm độc nấm người (Candidiasis) Loài men người sử dụng phổ biến Saccharomyces cerevisiae, dùng để sản xuất bia, rượu vang từ hàng nghìn năm trước Cấu tạo nấm men Nấm men nhóm thường có cấu tạo đơn bào sinh sản theo kiểu nẩy chồi Tế bào nấm men có cấu tạo tương tự giống tế bào thực vật chúng không chứa diệp lục tố, khơng có khả sử dụng nguồn lượng mặt trời Nấm men thường phân bố rộng rãi tự nhiên Các loài nấm men khác thường có hình dạng khác Đa số tế bào nấm men thường có hình oval, hình bầu dục, hình trịn Sinh sản hình thức nẩy chồi, hình thành khuẩn ty giả, kích thước tế bào thay đổi tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy trạng thái sinh lý Khi sinh trưởng môi trường thạch tế bào phát triễn thành khuẩn lạc đạt kích thước 1.5-2 mm sau phát triển 24h tuổi Thành tế bào: lớp vỏ ngồi tế bào có tác dụng bảo vệ hình dạng tế bào, đồng thời đảm nhiệm chức trì áp suất thẩm thấu bên tế bào, điều hịa q trình trao đổi chất bên tế bào với mơi trường bên ngồi Thành tế bào nấm men chứa khoảng 90% khối lượng chất khơ có hợp chất chiếm chủ yếu Glucan mannan, 10% chủ yếu Lipid Protein Thành phần Protein chiếm khoảng 6-7%, thường liên kết vững với Glucid tạo thành phức chất giàu lưu huỳnh Màng nguyên sinh chất nằm bên thành tế bào dày khoảng 80 A0 tiếp xúc trực tiếp bao bọc khối nguyên sinh chất tế bào Nó đảm nhạn chức điều hịa hấp thụ chất dinh dưỡng vào nội bào thải sản phẩm trao đổi chất ngồi mơi trường Nguyên sinh chất : Là hệ thống keo cấu tạo Protein, Lipid, polysaccaride, muối khoáng nước Trong nguyên sinh chất đáng ý hạt Riboxom chúng đóng vai trị nhà máy sản xuất Protein Một bào quan quan trọng ty thể với chức thực phản ứng oxy hóa giải phóng điện tử Nhân tế bào : Cấu tạo nhỏ chứa đựng thông tin di truyền nấm men gồm Protein, Histon, AND Hàm lượng AND thay đổi rõ rệt đạt mức cao giai đoạn tăng trưởng tế bào Không bào : Mỗi tế bào nấm men chứa lượng không bào lớn nhiều không bào nhỏ Không bào chứa đầy dịch Không bào gồm chất hữu trạng thái keo (Na+, K+, PO4) Chức khơng bào điều hịa áp suất thẩm thấu nội bào đồng thời nơi tích lũy chất dinh dưỡng dự trữ chất gây độc cho tế bào 3.Nấm men sử dụng sản xuất bia Nấm men dùng sản xuất bia thường chủng thuộc giống Saccharomyces, chúng có khả hấp thụ chất dinh dưỡng môi trường loại đường hòa tan, hợp chất nito (các acid amin, peptid), vitamin nguyên tố vi lượng qua màng tế bào Sau đó, hàng loạt phản ứng sinh hóa mà đặc trưng trình trao đổi chất để chuyển hóa chất thành dạng cần thiết cho trình phát triển lên men nấm men tiến hành Men bia vi sinh vật có tác dụng lên men đường Các giống men bia cụ thể lựa chọn để sản xuất loại bia khác nhau, có hai giống men Ale (Saccharomyces cerevisiae) men Lager (Saccharomyces carlsbergensis), với nhiều giống khác tùy theo loại bia sản xuất Men bia chuyển hóa đường thu từ hạt ngũ cốc tạo cồn, CO2 Trước chức men bia hiểu rõ trình lên men sử dụng loại men bia hoang dã Mặc dù cịn loại bia, chẳng hạn bia lambic dựa phương pháp cổ phần lớn trình lên men ngày sử dụng loại men bia nuôi cấy có độ tinh khiết cao Trung bình, hàm lượng cồn bia khoảng 4-6% rượu theo thể tích, thấp tới 2% cao tới 14% số trường hợp Một số nhà sản xuất bia đưa loại bia chứa tới 20% cồn II Nội dung Đặc điểm phân loại nấm men sản xuất bia Nấm men công nghiệp sản xuất bia thường chủng giống Saccharomyces, gồm có nấm men chìm nấm men Có hai dạng nấm men có dạng hình oval hình trịn Nấm men lên men saccharomyces cerevisiae dùng sản xuất bia Ale Tế bào nấm men mẹ sau chồi thường dính lại với tạo thành chuỗi tế bào nấm men hình dạng chủ yếu hình cầu hình oval với kích thước 7-10 µm Đặc điểm hình thái: Saccharomyces cerevisiae sinh trưởng phát triển nhiệt độ cao, lơ lửng bề mặt chủ yếu, nhiệt độ lên men từ 10-250C Khi trình lên men kết thúc, tế bào kết chùm, thành chuỗi tạo lớp dày lên bề mặt với bọt bia làm cho khả tự bia chậm, khả lắng yếu nên phải lọc cẩn thận Nấm men lên men chìm tên Saccharomyces carlsbergensis, lên men nhiêt độ thấp dùng sản xuất bia lager Hầu hết tế bào sau nảy chồi thường đứng riêng lẻ cặp đơi, hình dạng chủ yếu hình cầu Thành phần hóa học tế bào chứa khoảng 75% nước, 15-45% protein chất khô, 25-35% cacbonhydrat, 4-7% chất béo, 8-9% chất vơ Đặc điểm hình thái: Saccharomyces carlsbergensis sinh trưởng phát triển nhiệt độ thấp, nhiệt độ từ 0-100C Phân bố tầng sau thiết bị, dễ kết lắng tách lớp Do q trình lọc dễ dàng đồng thời tạo điều kiện sử dụng lại nấm men Nấm men sử dụng từ nấm men chủng, men giữ dạng men khơ, sau nhân giống trung gian đưa vào sử dụng trung gian sản xuất bia Sự khác biệt hai chủng loại men Sự khác nấm nen nấm men chìm khả lên men loại đường trisacarit, ví dụ raffinoza Trong nấm men có enzyme sử dụng hồn tồn đường raffinoza, nấm men sử dụng 1/3 đường saccarozo Ngoài chúng cịn khác khả hơ hấp, khả trao đổi chất lên men khả hình thành bào tử Quá trình trao đổi chất nấm men chìm chủ yếu xảy trình lên men, cịn nấm men xảy mạnh q trình hơ hấp, sinh khối nấm men thu nhiều nấm men chìm Nấm men chìm có nồng độ enzym thấp nấm men Khả tạo bào tử nấm men chìm lâu hạn chế nấm men Nấm men chìm cịn chia hai loại tùy thuộc vào khả kết lắng nấm men bụi nấm men kết Nấm men bụi nấm men phân ly mịn dịch lên men lắng từ từ kết thúc lên men Nấm men kết bơng lồi nấm men kết dính với thời gian ngắn kết thúc lên men tạo thành khối kết bơng lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị Còn nấm men khơng có khả Nấm men lên bề mặt dịch cuối trình lên men Trong nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị kết thúc lên men chính, làm cho bia nhanh khả lên men hết đường không nấm men Như sản xuất bia phương pháp lên men nổi, nấm men tách khỏi bia cách hớt bọt, lên men chìm xả cặn đáy thiết bị lên men Ngoài đặc điểm nêu trên, hai loại nấm men cịn có nhiều đặc điểm sinh hóa khác dựa vào lực lên men đường disacarit melibioza chúng Nấm men chìm (S.carlsbergensis) có chứa gen MEL Các gen tạo enzyme ngoại bào α- galactosidaze (melibiaza) có khả chuyển hóa đường melibioza Trong nấm men (S.cerevisiae) khơng chứa gen MEL khơng chuyển hóa đường melibioza Nấm men chìm lên men 4-120C, nấm men 14-250C Bảng so sánh đặc tính nấm men nấm men chìm Đặc tính Nấm men S.Cerevisiae Nấm men chìm S.carlsbergensis Loại bia: Ale 14-250C Chủ yếu lên men đường Loại bia: Lager 4-120C Lên men tốt glucose, đơn ( glucose, fructose), maltose, galactose, đường đơi ( saccharose, fructose, saccharose, maltose), khó lên men mannose raffinose Khả lên men đường tam (raffinose) Lên men mạnh bề mặt Lên men mạnh lịng Khả tạo bơng, kết mơi trường Kết bơng bề mặt, bia môi trường Kết chùm lắng xuống đáy, lắng khó tự nhiên bia tự nhiên Nhiệt độ lên men Cơ chất Vai trò nấm men sản xuất bia Nấm men đóng vai trị quan trọng cơng nghiệp sản xuất bia Nhờ đặc tính sinh dưỡng nấm men q trình chuyển hóa dịch đường thành rượu (C2H5OH) sinh khí CO2 thành phần bia, tạo mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, tùy vào loại nấm men mà tạo mùi vị khác Các loại nấm men lên bia thuộc loại yếm khí tùy tiện Khí có oxy, chúng tăng sinh khối nhờ hơ hấp tế bào, khơng có oxy chúng lên men tạo thành ethanol CO2 theo phương trình: Đường + Nito amine tự + Nấm men + Oxy Ethanol + CO2 + Nấm men
