Luận văn thạc sĩ về công nghệ sinh học trong sản xuất bia nồng độ cao sử dụng nấm men cố định

• Tác giả: Hồ Thị Mỹ Nhân
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thúy Hương
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Trong Sản Xuất Bia Nồng Độ Cao Với Nấm Men Cố Định
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP.HCM

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lên men bia nồng độ cao
• 1.2. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến quá trình lên men bia nồng độ cao
• 1.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng vật chất khô ban đầu trong dịch nha
• 1.2.2. Ảnh hưởng mật độ nấm men gieo cấy ban đầu
• 1.2.3. Ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan trong dịch nha ban đầu
• 1.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men
• 1.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol trong dịch lên men
• 1.3. Nấm men cố định
• 1.3.1. Định nghĩa
• 1.3.2. Chất mang trong kĩ thuật cố định tế bào
• 1.3.3. Các phương pháp cố định tế bào nấm men
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu nấu dịch nha
• 2.2. Chất mang cố định cellulose vi khuẩn
• 2.3. Bố trí thí nghiệm
• 2.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát các điều kiện lên men thích hợp đối với chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae chịu được nồng độ cao có nguồn gốc tại cơ sở sản xuất bia Viễn Đông
• 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát điều kiện thích hợp để cố định nấm men trên chất mang cellulose vi khuẩn
• 2.3.3. So sánh biến động của quá trình lên men bởi nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn và nấm men tự do trong quá trình lên men chính
• 2.3.4. Khảo sát khả năng tái sử dụng nấm men cố định trên cellulose vi khuẩn để lên men bia nồng độ cao
• 2.3.5. Thử nghiệm lên men bia với nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn quy mô phòng thí nghiệm tại cơ sở sản xuất bia Viễn Đông
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Khảo sát các điều kiện lên men thích hợp cho chủng nấm men chịu được nồng độ cao có nguồn gốc tại cơ sở sản xuất bia Viễn Đông
• 3.1.1. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ giống cấy ban đầu đến biến động của quá trình lên men chính
• 3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng vật chất khô ban đầu đến biến động của quá trình lên men chính
• 3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến sự sinh tổng hợp ethanol (% v/v)
• 3.2. Khảo sát điều kiện thích hợp để cố định nấm men trên chất mang cellulose vi khuẩn
• 3.2.1. Ảnh hưởng của mật độ tế bào trong huyền phù giống
• 3.2.2. Ảnh hưởng của khối lượng chất mang
• 3.2.3. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đảo
• 3.2.4. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ nấm men
• 3.3. Đánh giá khả năng lên men bia nồng độ cao bởi nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn
• 3.3.1. So sánh biến động lên men của nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn và nấm men tự do trong quá trình lên men chính
• 3.3.2. Khả năng tái sử dụng nấm men cố định trên cellulose vi khuẩn để lên men
• 3.3.3. Thử nghiệm lên men bia với nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn quy mô phòng thí nghiệm tại cơ sở sản xuất bia Viễn Đông
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về công nghệ sinh học trong sản xuất bia

Công nghệ sinh học đã trở thành một phần quan trọng trong ngành sản xuất bia, đặc biệt là trong việc nâng cao chất lượng và hiệu suất sản xuất. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất bia nồng độ cao không chỉ giúp cải thiện quy trình sản xuất mà còn tạo ra những sản phẩm mới với chất lượng vượt trội. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn, nhằm tối ưu hóa quá trình lên men và tăng cường khả năng sản xuất bia nồng độ cao. Theo nghiên cứu, việc sử dụng nấm men cố định cho thấy hiệu quả vượt trội so với nấm men tự do, đặc biệt trong điều kiện lên men khắc nghiệt.

1.1. Lên men bia nồng độ cao

Lên men bia nồng độ cao là quá trình lên men dịch nha có hàm lượng vật chất khô ban đầu cao hơn thông thường, dẫn đến nồng độ ethanol trong bia non cao. Quá trình này không chỉ giúp tăng sản lượng bia mà còn giảm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, nó cũng gặp phải một số thách thức như kéo dài thời gian lên men và giảm chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong quá trình này có thể giúp khắc phục những vấn đề này, đặc biệt là thông qua việc sử dụng nấm men cố định.

II. Quy trình sản xuất bia với nấm men cố định

Quy trình sản xuất bia với nấm men cố định bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc chuẩn bị nguyên liệu đến quá trình lên men. Nguyên liệu chính bao gồm malt, hoa bia, nước và nấm men. Việc sử dụng nấm men cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn giúp tăng cường khả năng lên men và tạo ra sản phẩm có chất lượng cao hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ ethanol trong bia non sau lên men có thể đạt tới 11,2% (v/v), cao gấp 2,2 lần so với bia truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng công nghệ sinh học có thể cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất bia.

2.1. Các điều kiện lên men

Các điều kiện lên men là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm bia. Nghiên cứu đã khảo sát các yếu tố như mật độ giống cấy, hàm lượng vật chất khô, nhiệt độ lên men và nồng độ ethanol trong dịch lên men. Kết quả cho thấy rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể giúp tăng cường khả năng lên men của nấm men cố định. Đặc biệt, việc kiểm soát nhiệt độ và mật độ giống cấy là rất quan trọng để đạt được hiệu suất tối ưu trong quá trình sản xuất bia nồng độ cao.

III. Đánh giá chất lượng sản phẩm bia

Chất lượng sản phẩm bia được đánh giá thông qua các chỉ tiêu hóa lý như độ màu, độ chua, hàm lượng CO2 và nồng độ ethanol. Nghiên cứu cho thấy rằng bia sản xuất từ nấm men cố định có độ màu cao, độ chua thấp và nồng độ ethanol đạt 11,2% (v/v). Những kết quả này cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ sinh học trong sản xuất bia không chỉ cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp bia. Việc áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất bia nồng độ cao có thể giúp các cơ sở sản xuất nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

3.1. Tính bền vững trong sản xuất bia

Tính bền vững trong sản xuất bia là một yếu tố quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Việc sử dụng nấm men cố định không chỉ giúp tăng cường hiệu suất sản xuất mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ sinh học có thể giúp giảm lượng chất thải và tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.