* Bi n đ i sinh h c:ế ổ ọ
+ Giai đo n sinh trạ ưởng hi u khớ: Đõy là giai đo n đ u c a quỏế ạ ầ ủ trỡnh lờn men. giai đo n này, n m men n y ch i và phỏt tri n nhanh chúng,Ở ạ ấ ả ồ ể đ t c c đ i là cu i ngày th 3 đ ng th i là s gi m nhanh n ng đ ch t hũaạ ự ạ ở ố ứ ồ ờ ự ả ồ ộ ấ tan trong d ch đị ường, nhi t đ tăng d n và s xu t hi n c a nhi u búng khớ to,ệ ộ ầ ự ấ ệ ủ ề ph kớn b m t d ch nha.ủ ề ặ ị
+ Giai đo n sinh trạ ưởng k khớ: Trong giai đo n này n m men v nỵ ạ ấ ẫ ti p t c sinh trế ụ ưởng nh ng trong đi u ki n khụng cú oxy và n ng đ đư ề ệ ồ ộ ường th p. Quỏ trỡnh lờn men chuy n d n t ki u lờn men hi u khớ (đ tăng sinh kh i)ấ ể ầ ừ ể ế ể ố sang lờn men k khớ (len men rỵ ượ ạu t o C2H5OH, CO2 và m t s s n ph m phộ ố ả ẩ ụ khỏc).
+ Nhi t đ lờn men:ệ ộ
• Trong quỏ trỡnh lờn men chớnh y u t nhi t đ đúng vai trũ r tế ố ệ ộ ấ quan tr ng, nh họ ả ưởng tr c ti p đ n t c đ lờn men và t đúự ế ế ố ộ ừ
nh h ng đ n ch t l ng bia.
ả ưở ế ấ ươ
• Nhi t đ trong quỏ trỡnh lờn men tăng d n do quỏ trỡnh traoệ ộ ầ đ i ch t c a n m men cú kốm theo hi n tổ ấ ủ ấ ệ ượng gi i phúngả nhi t. Do đú, đ đ m b o nhi t đ luụn n đ nh ngệ ể ả ả ệ ộ ổ ị ười ta thường đi u ch nh nhi t đ trong quỏ trỡnh lờn men m t cỏchề ỉ ệ ộ ộ t đ ng, hay bỏn t đ ng b ng cỏch ti p khớ COự ộ ự ộ ằ ế 2 l nh vàoạ tank, khu y đ o đ gi m nhi t đ .ấ ả ể ả ệ ộ
• Khi đún d ch vào tank lờn men thỡ nhi t đ đi u ch nh là 12ị ệ ộ ề ỉ 0C, sau m d ch cu i cựng 12h thỡ tăng nhi t đ lờn 16ẻ ị ố ệ ộ 0C. Khi nhi t đ tank n đ nh 16ệ ộ ổ ị ở 0C thỡ ti p gi ng, gi ng đế ố ố ược ti pế vào tank nhi t đ 18ở ệ ộ 0C, n đ nh sau 2h thỡ h nhi t đổ ị ạ ệ ộ xu ng 16ố 0C đ ti n hành lờn men chớnh.ể ế
• Th c t thỡ nhi t đ đ t t đ ng trong tank và nhi t đ th cự ế ệ ộ ặ ự ộ ệ ộ ự luụn chờnh l ch nhau, do đú, khi m c chờnh l ch quỏ cao thỡệ ự ệ ti n hành ti p khớ COế ế 2 l nh và khu y đ o đ h nhi t đạ ấ ả ể ạ ệ ộ trong tank.
• Tank lờn men cú hai t ng nhi t khỏc nhau, phớa trờn c a tankầ ệ ủ lờn men nhi t đ cao h n phớa dệ ộ ơ ưới (hỡnh ph u), m c dựễ ặ nhi t đ đ t là nh nhau, nh ng nhi t đ th t thỡ thay đ i.ệ ộ ặ ư ư ệ ộ ậ ổ
Hỡnh 21: Thụng s nhi t c a 1 tank trờn b ng đi u khi n nhi t lờn men, đõy làố ệ ủ ả ề ể ệ h th ng đi u khi n nhi t b ng tay. Ch s màu xanh là nhi t đ đ t, ch sệ ố ề ể ệ ằ ỉ ố ệ ộ ặ ỉ ố
màu đ là nhi t đ th c tank lờn men.ỏ ệ ộ ự
• K t thỳc quỏ trỡnh lờn men chớnh thỡ h nhi t đ t t xu ngế ạ ệ ộ ừ ừ ố 40C t o đi u ki n cho quỏ trỡnh l ng men và chu n b cho lờnạ ề ệ ắ ẩ ị men ph .ụ
+ Áp su t lờn men:ấ
• Quỏ trỡnh lờn men thỡ ỏp su t c a tank lờn men s tăng d n doấ ủ ẽ ầ gi i phúng lả ượng CO2 trong quỏ trỡnh phõn gi i glucose, vàả quỏ trỡnh ti p COế 2 l nh đ đi u ch nh nhi t đ vỡ th tank lờnạ ể ề ỉ ệ ộ ế men trang b h th ng đi u ỏp t đ ng.ị ệ ố ề ự ộ
• Áp su t lờn men luụn duy trỡ 1atm, m c dự ỏp su t luõn daoấ ở ặ ấ đ ng, tuy nhiờn khụng l n.ộ ớ
• Áp su t c a tank lờn men trong quỏ trỡnh đún d ch là 0.4atm.ấ ủ ị
+ Trong quỏ trỡnh lờn men di n ra s trao đ i glucid t bào n mễ ự ổ ở ế ấ men ch y u bao g m:ủ ế ồ
• S th y phõn cỏc lo i đự ủ ạ ường disacharide, trisacharide,… thành glucose dưới tỏc d ng c a m t s enzym tụ ủ ộ ố ương ngứ nh : maliase, invertase, melibiase,…ư
• Chuy n húa glycose thành etanol và COể 2. Ngoài ra cũn chuy nể húa cỏc lo i đạ ường khỏc thành cỏc lo i rạ ượu nh propylic,ư izopropylic, amilic…
• S t ng h p v t ch t t bào t glucose thành glucogen cũngự ổ ợ ậ ấ ế ừ cú th x y ra trong quỏ trỡnh sinh trể ả ưởng và phỏt tri n c aể ủ n m men.ấ
+ S trao đ i lipid: ự ổ
• Trong quỏ trỡnh sinh trưởng và phỏt tri n hi u khớ thể ế ường kốm theo quỏ trỡnh t ng h p cỏc acid bộo và sterol n m men. Cỏcổ ợ ở ấ ch t này là thành ph n quan tr ng c a t bào.ấ ầ ọ ủ ế
+ S trao đ i cỏc h p ch t nit :ự ổ ợ ấ ơ
• Cỏc h p ch t nit cú trong d ch nha g o g m: cỏc phõn đo nợ ấ ơ ị ạ ồ ạ protein (cỏc polypeptide, peptid, pepton, acid amin), cỏc mu iố amoni, cỏc purite, nucleotide…
• Trong s cỏc h p ch t này thỡ cỏc mu i amoni vụ c và cỏcố ợ ấ ố ơ acid amin s đẽ ược n m men s d ng nh ngu n cung c pấ ử ụ ư ồ ấ nit ph c v cho quỏ trỡnh sinh trơ ụ ụ ưởng và trao đ i ch t.ổ ấ
* Bi n đ i húa h c: ế ổ ọ
+ S thay đ i hàm lự ổ ượng ch t khụ trong quỏ trỡnh lờn men, n m menấ ấ s d ng đử ụ ường trong d ch nha đ tăng sinh kh i và lờn men ethanol. Do đúị ể ố n ng đ ch t khụ trong d ch lờn men s gi m d n. Ngồ ộ ấ ị ẽ ả ầ ười ta d a vào sự ự thay đ i Balling làm thụng s đi u khi n quỏ trỡnh lờn men. Đ Ballingổ ố ề ể ộ trước quỏ trỡnh lờn men là 130Balling (Đ Balling nguyờn th y). Tựy theoộ ủ
t ng lo i bia mà k t thỳc quỏ trỡnh lờn men chớnh và lờn men ph cú đừ ạ ế ụ ộ Balling khỏc nhau.
+ S thay đ i pH: Sau khi k t thỳc quỏ trỡnh lờn men chớnh pH gi mự ổ ế ả xu ng cũn kho ng 4,4ữ4,5. Hi n tố ả ệ ượng gi m pH trong quỏ trỡnh lờn menả là do s hỡnh thành acidự H2CO3 (do CO2 sinh ra trong quỏ trỡnh lờn men hũa tan vào nước), s v n chuy n ion Hự ậ ể + qua màng t bào và hỡnh thành nờnế cỏc acid h u c . Trong quỏ trỡnh trao đ i ch t c a n m nem nh acetic,ữ ơ ổ ấ ủ ấ ư acid, formic, acid lactic, acid citric …
+ S thay đ i hàm lự ổ ượng khoỏng ch t trong quỏ trỡnh lờn men, n mấ ấ men đó s d ng m t s kim lo i c n cho s sinh trử ụ ộ ố ạ ầ ự ưởng và phỏt tri n c aể ủ n m men nh : Caấ ư 2+; Mg2+; Fe2+; Mn2+; Co2+; K+; Ni2+ và Zn2+. D ch nhaị được xem là ngu n cung c p cỏc thành ph n khoỏng c n thi t cho n mồ ấ ầ ầ ế ấ men. Vỡ v y, trong quỏ trỡnh n u d ch nha c n b xung thờm Caậ ấ ị ầ ổ 2+và Zn2+.
+ S t o thành cỏc ester: Cỏc ester đự ạ ượ ạc t o thành vào cu i giaiố đo n lờn men chớnh nh ph n ng ester húa gi a alcol (ch y u làạ ờ ả ứ ữ ủ ế ethanol) và cỏc acid h u c sinh ra trong quỏ trỡnh lờn men. Cỏc lo i esterữ ơ ạ này t o nờn hạ ương đ c tr ng cho bia thành ph m.ặ ư ẩ
* Bi n đ i húa lý:ế ổ
+ S hỡnh thành b t: B t đự ọ ọ ượ ạc t o thành trong quỏ trỡnh lờn men chớnh nh s gi i phúng cỏc khớ d ng khụng liờn k t đ c bi t là COờ ự ả ở ạ ế ặ ệ 2. Do b n ch t c a d ch nha là h keo g m cỏc h p ch t cú tớnh ho t đ ngả ấ ủ ị ệ ồ ợ ấ ạ ộ b m t nh protein, palyphenol, ch t đ ng…Cỏc ch t này t o nờn m tề ặ ư ấ ắ ấ ạ ộ l p h p ph trờn b m t cỏc búng khớ do đú khớ khú thoỏt kh i búng nàyớ ấ ụ ề ặ ỏ và t o thành b t m n. Nh ng b t này cú xu hạ ọ ị ữ ọ ướng thoỏt lờn trờn b m tề ặ t o nờn s khu y tr n trong quỏ trỡnh lờn men.ạ ự ấ ộ
+ S hũa tan khớ COự 2: Đ hũa tan c a COộ ủ 2 trong d ch lờn men th pị ấ h n trong nơ ước đ ng th i hàm lồ ờ ượng CO2 sinh ra tăng nhanh cựng hàm lượng ethanol. Do đú, m t ph n COộ ầ 2 t n t i trong d ch men dồ ạ ị ướ ại d ng liờn k t v i m t s thành ph n khỏc nh protein, ester. Ph n COế ớ ộ ố ầ ư ầ 2 cũn l iạ cú xu hướng thoỏt lờn trờn b m t t o lờn s t khu y đ o d ch lờn men.ề ặ ạ ự ự ấ ả ị
Ngoài ra, s t khu y đ o d ch lờn men cũn di n ra b i s chờnh l chự ự ấ ả ị ễ ở ự ệ nhi t đ trong quỏ trỡnh gi n đ nh nhi t.ệ ộ ữ ổ ị ệ