Tế bào nấm men có kích thước thay đổi từ 5- 10 μm chiều dài và 5- 7 μm chiều dày tùy theo độ tuổi; giai đoạn lên men; điều kiện lên men và vòng đời.
4.1.1 Vách tế bào
Vách tế bào nấm men đóng vai trò trong việc bảo vệ, tạo dáng, tiếp nhận cơ chất đặc biệt trong trong các phản ứng chuyên biệt. Chiều dày vách tế bào từ 100- 200 nm, chiếm 15- 25 % chất khô của tế bào bao gồm phần lớn phosphomannan (31 %) và glucan (29 %). Vách tế bào có 3 loại glucan không tan trong kềm, không tan trong axit và β-1,3-linked polymer, chúng đóng vai trò giữ cho vách tế bào bền chắc. Chúng cũng có một số nhánh glucan hòa tan trong kềm hầu hết là β-1,3-linkages, cùng một ít β-1,6-linkages. Vách tế bào cũ chứa một ít β-1,6-linked glucan. Chitin, một polymer của N-acetylglucosamine cũng có trong vách tế bào với số lượng chiếm 2 - 4% chủ yếu hiện diện tại vị trí sẹo chồi. Lipid chiếm khoảng 8.5 % và protein chiếm 13 %. Carbohydrate có trên bề mặt của tế bào nấm men đóng vai trò kháng nguyên và mang tính chất miễn dịch của tế bào. Thành phần của vách tế bào phụ thuộc vào điều kiện phát triển, tuổi của canh cấy, và đặc biệt phụ thuộc vào chủng nấm men.
4.1.2 Màng plasma (Plasma Membrane)
Tác dụng chống lại sự xâm nhập của nước trong môi trường (cấu trúc có những phần tử kị nước quay ra ngoại và những phần tử ưa nước bên trong nội bào). Thành phần chính của màng plasma bao gồm lipid và protein (liporotein) theo tỉ lệ nhất định ngoài ra nó cũng chứa một ít Carbohydrate. Bề dày màng plasma khoảng 8-10 nm, với những điểm nhô. Đây là những điểm giúp tế bào hấp thu cơ chất từ môi trường vào và trao đổi chất với môi trường bên ngoài. Ngoài ra đây còn là nơi các enzyme ngoại bào được phóng thích ra môi trường. Cấu trúc của màng có một lớp protein được chèn giữa hai lớp lipid tạo thành bề mặt kị nước hai bên màng. Với cấu trúc này chúng giúp tế bào duy trì và ngăn chặn sự lưu thông trong và ngoài tế bào. Màng plasma đóng vai trò trong việc kiểm soát các chất vào và ra khỏi tế bào một cách chọn lọc.
4.1.3. Khe quanh tế bào chất (The Periplasmic space)
Đây là khoảng giữa bề mặt bên ngoài của màng plasma và bề mặt trong của vách tế bào. Nơi đây tiết ra các dịch tế bào bao gồm enzyme invertase, acid phosphatase. Cụ thể tại đây đường succrose bị phân hủy bởi enzyme invertase tạo thành fructose và glucose.
4.1.4. Nhân tế bào
Nhân tế bào có đường kính khoảng 2 mm, ở trạng thái nghỉ nhân thường có vị trí kế bên không bào. Nhân tế bào chứa DNA và protein chúng được bao bọc bởi màng nhân. Nhân chứa 16 cá thể liên kết trong phân tử DNA. Màng nhân có những nếp gấp, những nếp gấp này liên quan đến vòng đời của tế bào.
4.1.5. Ty thể
Ty thể là nơi tạo ra năng lượng của tế bào, chúng ta có thể ví ty thể như một nhà máy phát điện của tế bào.
4.1.6. Không bào
Không bào là một bào quan lớn nhất trong tế bào có nhiệm vụ lưu trữ chất dinh dưỡng, chúng ta dễ dàng nhìn thấy dưới kính hiển vi. Không bào thay đổi kích thước theo vòng đời của tế bào. Không bào của những tế bào trưởng thành lớn hơn so với tế bào. Vào cuối chu kỳ phân chia không bào sẽ chia làm hai một trong tế bào mẹ và một trong tế bào. Không bào chứa các enzyme thủy phân protein, những enzyme thủy phân khác cũng như những sản phẩm như acid. Không bào được bao bọc bởi một màng gọi là tonoplast.
3.1.7. Sinh trưởng- Sinh sản
Hầu hết các chủng nấm men trong sản xuất bia là nhị bội thể (diploid), đa bội thể (polyploid) hoặc có số bội thể không chỉnh (aneuploid), trong khi đó các chủng trong phòng thí nghiệm hấu hết là đơn bội thể (haploid). Vòng đời của nấm men được tính từ khi chúng được tạo ra từ tế bào mẹ đến khi chúng chết. Sự sinh sản của nấm men không phải là không có kết thúc. Tuổi của nấm men phụ thuộc vào số lần chúng đã phân chia. Khả năng phân chia tối đa của nấm men được gọi là “Hay flick limit.” Khi tế bào đạt đến giới hạn này nó sẽ không thể tiếp tục sinh sản nữa và sẽ chết. Mỗi tế bào nấm men có thể sinh sản được từ 10- 33 tế bào con. Trong sản xuất công nghiệp chủng nấm men lên men bia ale có thể đạt tối đa 21,7 ±7,5 lần phân chia và tối thiểu 10,3 ± 4,7 lần phân chia. Khi quan sát dưới kính hiển vi chúng ta có thể xác định tuổi của tế bào dựa vào số lượng sẹo chồi, và sự gia tăng kích thước của tế bào, số lượng nếp gấp trên bề mặt nhân, số lượng hạt trong tế bào chất, và tình trạng nảy chồi của tế bào. Tế bào càng già khả năng thích ứng với các biến đổi càng kém.
Do sinh sản bằng kiểu nảy chồi vì vậy sau một lần sinh sản trên tế bào mẹ sẽ hiện diện một vết sẹo, điều này không có trên tế bào con. Như vậy số sẹo chồi trên bề mặt tế bào nấm men trong tuổi sinh sản sẽ tăng dần (10- 40). Trong điều kiện môi trường giàu chất dinh dưỡng như dịch nha và điều kiện nhiệt độ tối ưu thời gian để tạo ra một thế hệ mới khoảng 90 phút.
4.1.8. Phân loại: Nhóm nấm men nổi:
Nhiệt độ lên men: từ 10-250C
Lên men mạnh, quá trình lên men xảy ra trên bề mặt của môi trường.
Khi quá trình lên men kết thúc, các tế bào kết chùm, chuỗi, tạo thành lớp dày nổi trên bề mặt cùng bọt bia, bia tự trong chậm.
Khả năng lên men đường tam kém. Nhóm nấm men chìm:
Nhiệt độ lên men: từ 0 -100C
Lên mem mạnh xảy ra trong lòng môi trường.
Khi lên men xong, các tế bào cũng kết chùm hoặc chuỗi, song lại lắng xuống đáy thùng lên men rất nhanh, nhờ vậy bia tự trong nhanh hơn.
Khă năng lên men đường tam tốt.
Một vài đặc tính sinh lý quan trọng của nấm men chìm.
Đa số các giống nấm men chìm sinh sản tốt ở 8-250C. Ở nhiệt độ thấp (2-80C) chúng sinh sản chậm, nhưng vẫn lên men được bởi vì nấm men bia là những vi sinh vật hiếu khí không bắt buộc.
Ảnh hưởng của vitamin: Trong môi trường có đầy đủ các vitamin (đặc biệt là B6), nấm men sẽ phát triển tốt. Tuy nhiên, ảnh hưởng của từng loại vitamin đến sự sinh sản của chúng không như nhau.
Khả năng kết lắng: Tính chất này của nấm men rất có ý nghĩa trong sản xuất bia. Chúng tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nhất là hàm lượng nitơ hòa tan trong môi trường;
pH của môi trường. Rơi vào các điểm đẳng điện của protein, nấm men sẽ thể hiện tính kết lắng.