1. Đặt vấn đề
Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là
một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi
cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ.
Trên thế giới, nhất là ở các nước Châu Âu, rượu vang đã có từ lâu
đời và được dùng rất phổ biến. Nhưng ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn
chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công,
lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí
dẫn đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chưa cao.
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất rượu
bia cũng đã có sự phát triển mạnh mẽ. Trong quá trình sản xuất rượu
truyền thống, rượu nho được lên men tự nhiên do nhiều chúng nấm men
có sẳn trên trái nho. Để sản phẩm ổn định và đạt chất lượng cao, các
nghiên cứu cần phải được tiến hành nhằm phân lập và chọn những giống
nâm men tối ưu. Phân lập một vi sinh vật là quá trình tách riêng từng vi
sinh vật đó từ mẫu vật hoặc quần thể vi sinh vật ban đầu để thu nhận
giống ở dạng thuần khiết. Sau đó các giống này được cho lên men trong
dịch nho và khảo sát đặc tính và tốc độ phát triển trong điều kiện khác
nhau.
Từ trước đến nay, nhiều nghiên cứu sản xuất rượu nho từ nấm men
thuần chủng Saccharomyces.cerevisiaeelà loại nấm men được bán ngoài
thị trường để sản xuất bánh mì. Do đó đề tài chọn loài này để nghiến cứu
và so sánh tốc độ lên men cũng như chất lượng sản phẩm rượu thu được từ
nấm men Saccharomyces.cerevisiaeevà nấm men phân lập giống
Saccharomyces sp từ tự nhiên (trên vỏ trái nho).
Việc nghiên cứu xem trong 2 giống nấm men trên giống nào có hoạt
lực lên men mạnh nhất, chất lượng cao nhất, có thể tạo ra một rượu có
chất lượng tốt hơn, đang là một nhu cầu thiết thực nhằm nâng cao hiệu
suất len men cũng như chất lượng sản phẩm.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Từ những điều trình bày ở trên, mục tiêu của đề tài là:
2.1 Khảo sát tốc độ phát triển của nấm men, độ cồn tạo thành cùng
sự thay đổi pH của dịch quả nho theo thời gian khi tiến hành lên men dịch
quả bằng giống nấm men Saccharomyces sp được phân lập từ tự nhiên
(trên vỏ trái nho) và Saccharomyces cerevisiae.
2.2 So sánh tốc độ phát triển, độ cồn tạo thành đối với hai giống
nấm men khảo sát ở trên. Qua đó khảo sát ảnh hưởng của yếu tố pH ban
đâu của dịch quả đến tốc độ của từng giống nấm men và so sánh.
CHƯƠNG II
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1. Nguyên liệu
1.1 Nho
Trong sản xuất rượu vang, nho là một nguyên liệu truyền thống rất
được ưa thích và có giá trị dinh dưỡng cao. Nho được trồng nhiều ở các
nước Châu Âu nhất là ở Pháp và Mĩ. Ở nước ta nho cũng đã được trồng ở
một số tỉnh miền Trung và đang phát triển nghề trồng nho với đầy triển
vọng phía trước.
Trên quả nho có rất nhiều loại nấm men có mặt một cách tự nhiên là
nhân tố chính tham gia vào quá trình sản xuất rượu vang nho lên men tự
nhiên truyền thống.
Quả nho ép được 85 – 95% dịch quả. Nước nho lên men tạo ra một
loại rượu vang có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị đặc trưng, thơm ngon
và màu sắc rất đẹp.
Nho có thành phần hóa học trung bình như sau:
- Nước : 70 – 80%
- Đường : 10 – 25% (trong đó chủ yếu là glucose, fructose và
saccharose)
- Acid hữu cơ : 0,5 – 1,7% (chủ yếu là acid malic và factoric)
- Protein : 0,1 – 0,9%
- Pectin : 0,1 – 0,3%
- Khoáng : 0,1 – 0,5%
77 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1950 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu So sánh tốc độ lên men cũng như chất lượng sản phẩm rượu thu được từ nấm men Saccharomyces.cerevisiaeevà nấm men phân lập giống Saccharomyces, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
CHƯƠNG I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Đặt vấn đề
Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là
một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi
cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ.
Trên thế giới, nhất là ở các nước Châu Âu, rượu vang đã có từ lâu
đời và được dùng rất phổ biến. Nhưng ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn
chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công,
lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí
dẫn đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chưa cao.
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất rượu
bia cũng đã có sự phát triển mạnh mẽ. Trong quá trình sản xuất rượu
truyền thống, rượu nho được lên men tự nhiên do nhiều chúng nấm men
có sẳn trên trái nho. Để sản phẩm ổn định và đạt chất lượng cao, các
nghiên cứu cần phải được tiến hành nhằm phân lập và chọn những giống
nâm men tối ưu. Phân lập một vi sinh vật là quá trình tách riêng từng vi
sinh vật đó từ mẫu vật hoặc quần thể vi sinh vật ban đầu để thu nhận
giống ở dạng thuần khiết. Sau đó các giống này được cho lên men trong
dịch nho và khảo sát đặc tính và tốc độ phát triển trong điều kiện khác
nhau.
Từ trước đến nay, nhiều nghiên cứu sản xuất rượu nho từ nấm men
thuần chủng Saccharomyces.cerevisiaeelà loại nấm men được bán ngoài
thị trường để sản xuất bánh mì. Do đó đề tài chọn loài này để nghiến cứu
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
2
và so sánh tốc độ lên men cũng như chất lượng sản phẩm rượu thu được từ
nấm men Saccharomyces.cerevisiaeevà nấm men phân lập giống
Saccharomyces sp từ tự nhiên (trên vỏ trái nho).
Việc nghiên cứu xem trong 2 giống nấm men trên giống nào có hoạt
lực lên men mạnh nhất, chất lượng cao nhất, có thể tạo ra một rượu có
chất lượng tốt hơn, đang là một nhu cầu thiết thực nhằm nâng cao hiệu
suất len men cũng như chất lượng sản phẩm.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Từ những điều trình bày ở trên, mục tiêu của đề tài là:
2.1 Khảo sát tốc độ phát triển của nấm men, độ cồn tạo thành cùng
sự thay đổi pH của dịch quả nho theo thời gian khi tiến hành lên men dịch
quả bằng giống nấm men Saccharomyces sp được phân lập từ tự nhiên
(trên vỏ trái nho) và Saccharomyces cerevisiae.
2.2 So sánh tốc độ phát triển, độ cồn tạo thành đối với hai giống
nấm men khảo sát ở trên. Qua đó khảo sát ảnh hưởng của yếu tố pH ban
đâu của dịch quả đến tốc độ của từng giống nấm men và so sánh.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
3
CHƯƠNG II
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1. Nguyên liệu
1.1 Nho
Trong sản xuất rượu vang, nho là một nguyên liệu truyền thống rất
được ưa thích và có giá trị dinh dưỡng cao. Nho được trồng nhiều ở các
nước Châu Âu nhất là ở Pháp và Mĩ. Ở nước ta nho cũng đã được trồng ở
một số tỉnh miền Trung và đang phát triển nghề trồng nho với đầy triển
vọng phía trước.
Trên quả nho có rất nhiều loại nấm men có mặt một cách tự nhiên là
nhân tố chính tham gia vào quá trình sản xuất rượu vang nho lên men tự
nhiên truyền thống.
Quả nho ép được 85 – 95% dịch quả. Nước nho lên men tạo ra một
loại rượu vang có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị đặc trưng, thơm ngon
và màu sắc rất đẹp.
Nho có thành phần hóa học trung bình như sau:
- Nước : 70 – 80%
- Đường : 10 – 25% (trong đó chủ yếu là glucose, fructose và
saccharose)
- Acid hữu cơ : 0,5 – 1,7% (chủ yếu là acid malic và factoric)
- Protein : 0,1 – 0,9%
- Pectin : 0,1 – 0,3%
- Khoáng : 0,1 – 0,5%
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
4
- Vitamin : C, B1, B2, PP
- Các hợp chất màu: màu chính là anthocyanin.
- Các hợp chất thơm và một số hợp chất khác.
Nho là loại quả lí tưởng nhất để lên men chế biến rượu vang vì:
- Quả nho có chất lượng, giá trị dinh dưỡng cao, tạo hương vị đậm
đà, đặc trưng.
- Thành phần hóa học trong dịch nho rất thích hợp cho nấm men
phát triển.
- Tỉ lệ dịch nước ép được cao.
1.2. Nấm men
Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản
bằng cách nảy chồi và phân cắt. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi. Đặc
biệt chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả. Ngoài
ra thấy chúng có mặt trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí
và cả nơi sản xuất rượu vang.
1.2.1 Hình dạng và kích thước
- Hình dạng tế bào nấm men
Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường có hình cầu, hình
elip, hình trứng, hình bầu dục và cả hình dài. Một số loài nấm men có tế
bào hình dài nối với nhau thành những dạng sợi gọi là khuẩn ty
(Mycelium) hay khuẩn ty giả (Pseudo mycelium). Tuy nhiên hình dạng
của chúng không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện
nuôi cấy.
- Kích thước tế bào nấm men
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
5
Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5 – 10 lần tế
bào vi khuẩn.
Kích thước trung bình
- Chiều dài: 9 – 10 m
- Chiều rộng: 2 – 7m
Kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở
các lứa tuổi khác nhau và điều kiện nuôi cấy khác nhau.
1.2.2. Cấu tạo tế bào nấm men
Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ
yếu từ các phần cơ bản như sau:
- Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau. Trong đó
chủ yếu là: glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần
nhỏ khác như kitin, volutin,…
- Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein,
phospholipit enzyme permeaza…
- Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit,
gluxit, lipit và các muối khoáng, enzyme và có các cơ quan trong
đó.
- Nhân tế bào
- Những thành phần – cơ quan con khác: không bào, ty lạp thể,
riboxom,…
1.2.3.Sự sinh sản của nấm men
Nấm men có một số hình thức sinh sản sau:
- Sinh sản bằng cách nảy chồi.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
6
- Sinh sản bằng cách phân đôi.
- Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử.
+ Tiếp hợp đẳng giao
+ Tiếp hợp dị giao
+ Sinh sản đơn tính
1.2.4. Phân loại nấm men
Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và lợp nấm men giả
(Fungi imporfecti)
- Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lợp nấm túi):
+ Phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp
Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces.
+ Giống Endomyces
+ Giống Schizosaccharomyces
- Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm men bất toàn)
+ Crytococus (toscula, tornlopsis)
+ Mycoderma
+ Eandida
+ Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm mốc)
+ Rhodotorula
1.2.5. Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men
* Sinh dưỡng của nấm men
Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ
tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
7
- Nước: 75 – 85%
- Chất khô: 15 – 25% . Trong đó chất khoáng chiếm 2 – 14% hàm
lượng chất khô.
Bảng I.1. Thành phần hóa học của nấm men
Các chất Thành phần (% chất
khô)
Cacbon
CaO
Nitro
Hydro
P2O5
K2O
SO3
MgO
Fe2O3
SiO
49,8
12,4
6,7
3,54
2,34
0,04
0,42
0,38
0,035
0,09
Nguồn: Lượng, Nguyễn Đức, 1996
Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon,
nitơ, phospho, kali, magiê,…
- Dinh dưỡng Cacbon
Nguồn Cacbon cung cấp là các loại đường khác nhau: saccarose,
maltose, lactose, glucose…
Hô hấp hiếu khí:
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
8
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 674 cal
Hô hấp kị khí
C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal
- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi
trường nuôi cấy hay dịch.
- Dinh dưỡng Nitơ:
Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không
thể phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa
tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid
amin, pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat…
- Các vitamin và chất khoáng:
Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men
+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của
nhiều enzyme của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng
tạo ra liên kết có năng lượng lớn.
+ Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin,
vitamin và enzyme.
+ Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
+ Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá
trình khác.
+ Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của
nấm men, tham gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi
phosphorin hóa của acid pyruvic.
+ Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
9
* Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men
Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các
chất dinh dưỡng mà nó sử dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế
bào theo hai con đường cơ bản
- Thẩm thấu bị động: trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ,
những lỗ này có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong
tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải
trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này.
- Hấp thu chủ động: các thành phần dinh dưỡng không có khả năng
xâm nhập vào tế bào theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza
hoạt hóa. Permeaza là một protid hoạt động, chúng liên kết với chất dinh
dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong, tại
đây chúng lại tách ra và permeaza lại tiếp tục vận chuyển tiếp.
* Quá trình sinh trưởng và phát triển
- Sự sinh trưởng
Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào
nấm men tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy
nhiều.
- Sự phát triển
Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho
lượng sinh khối rất lớn sau một thời gian ngắn. Trong trường hợp sinh sản
theo phương pháp này thì trong dịch nuôi cấy sẽ không có tế bào già. Vì
rằng tế bào được phân chia thành hai cứ như vậy tế bào lúc nào cũng ở
trạng thái đang phát triển. Tế bào chỉ già khi môi trường thiếu chất dinh
dưỡng và tế bào không có khả năng sinh sản nữa.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
10
Tuy nhiên đa số nấm men sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên
hiện tượng phát hiện tế bào già rất rõ. Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để
sống độc lập thì nơi tách đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo. Vết sẹo
này sẽ không có khả năng tạo ra chồi mới. Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ
chuyển thành tế bào già theo thời gian.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện
nay người ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như:
+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên
kính hiển vi hay gián tiếp trên mặt thạch.
+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây
dựng một đồ thị chuẩn của mật độ tế bào…
Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men tĩnh có thể
chia làm 5 giai đoạn:
N
t
H1.1.Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men
Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi
trường, sinh khối chưa tăng nhiều.
Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối
tăng ào ạt, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
11
Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần,
thành phần dịch lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được
tích tụ nhiều.
Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc
độ sinh sản bằng tốc độ chết.
Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do
đó số lượng tế bào nấm men giảm dần.
1.2.6. Các hình thức hô hấp của nấm men
Ở nấm men hô hấp là quá trình hô hấp khá phức tạp, nó xảy ra theo
hai chiều hướng khác nhau. Vì thế người ta phân thành 2 loại hô hấp : hô
hấp hiếu khí và hô hấp yếm khí.
2. Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các
enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ
sau quá trình lên men mà người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau.
Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính là lên men yếm khí và lên men
hiếu khí.
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm
men, chúng sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO2.
Quá trình lên men rượu chia làm hai thời kỳ chính:
- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy,
tế bào nấm men phát triển sinh khối.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
12
- Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này
nấm men hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của
mình thực hiện xúc tác sinh học trong quá trình trao đổi chất để duy trì sự
sống, tạo thành rượu và CO2.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
13
3. Cơ chế của quá trình lên men
Glucose
Hexokinaza
Glucose – 6 – phosphat
Photphoglucoza isomeraza
Fructose – 6 – phosphat
PhosphoFructokinaza
Fructose – 1,6 – diphosphat
Aldolaza
Triophosphat izomeraza
Glyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydro aceton
phosphat
Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza
Acid – 1,3 – diphosphoglyceric
Phosphoglyceratkinaza
Acid – 3 – phosphoglyceric
Phosphoglycerat-mutaza
Acid – 2 – phosphoglyceric
Enoiaza
Acid phosphoenolpyruvic
Pyruvat kinaza
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
14
Acid – enol – pyruvic
Acid pyruvic
Pyruvate – decarboxylaza
Ethanal
Aldodeshydrogenaza
Ethanol
Hình II.1. Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men
4. Khái quát về rượu vang
Sản xuất rượu vang dựa trên cơ sở về hóa sinh xảy ra trong quá trình
lên men các loại nước quả dưới tác dụng của enzyme của nấm men.
Trong nước quả (nho, mận, dâu, dứa, mơ…) có chứa đường
glucose, fructose, các chất pectin, các acid hữu cơ (acid tartric, malic,
succinic) và muối của những acid này, các chất màu, hợp chất chứa nitơ
(protein, acid amin), vitamin cũng như các muối khoáng…
Trong quá trình lên men đường trong dịch quả được nấm men sử
dụng để tăng sinh khối và tổng hợp một số sản phẩm (rượu, khí CO2 và
glycerin, acid acetic, acid lactic, este etylacetat). Các alcol bậc cao,
aldehyd acetic được tạo thành từ các acid amin. Các chất pectin bị thủy
phân kéo theo sự tạo thành một lượng nhỏ metanol.
Lên men rượu vang thường chia thành các giai đoạn: lên men chính
ở nhiệt độ từ 20 – 300C khoảng 10 ngày hoặc dài hơn. Ở cuối giai đoạn
lên men chính dịch lên men trong dần vì protein và pectin lắng xuống.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
15
Lên men phụ ở nhiệt độ từ 15 – 180C. Khi lắng cặn hoàn toàn, dịch trong
thì gạn, lọc xong sẽ được rượu vang có thể uống được, nhưng chưa ngon,
cần phải tàng trữ ở nhiệt độ 4 – 100C để rượu vang hoàn thiện hương vị
đặc trưng. Thời gian tàng trữ có thể là vài tháng, vài năm, thậm chí hàng
chục hoặc hàng trăm năm.
Người ta chia rượu vang theo màu sắc, theo hàm lượng đường có
trong rượu hoặc theo độ cồn:
Theo màu sắc: có vang trắng, vang đỏ.
Theo lượng đường còn lại trong rượu có: vang chát hay vang khô
(hết đường) và vang ngọt (còn đường).
Ngoài ra còn có rượu vang nạp CO2 hoặc giữ CO2 trong lên men.
Sản xuất rượu vang dựa trên cơ sở biến đổi hóa sinh xảy ra trong
quá trình lên men các loại nước quả dưới tác dụng của hệ enzyme của nấm
men. Hiện nay, có hai phương pháp lên men rượu vang cơ bản: lên men tự
nhiên và lên men nhờ các chủng nấm men thuần khiết.
Phương pháp sản xuất rượu vang từ chủng thuần khiết có rất nhiều
triển vọng: thời gian lên men nhanh, quá trình lên men không bị dừng ở
giữa chừng, hàm lượng đường trong dịch quả được lên men triệt để, nồng
độ cồn thu được trong vang cao hơn lên men tự nhiên là 0.1 – 10, vang
sáng màu nhanh hơn, có thể cho hương vị thanh khiết hơn.
5. Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên
Hệ vi sinh vật trong lên men rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp
và không đồng nhất trong các giai đoạn của quá trình lên men.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
16
Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau từ môi
trường xung quanh, chủ yếu ở vỏ quả, thân, cuống và thiết bị. Phần lớn
trong phức hệ này là nấm mốc (76 – 90%), nấm men (9 – 22%), số còn lại
chiếm tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn
và Micobacter.
Độ acid của nước nho khá cao (pH = 2,7 – 3,8) là điều kiện không
thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển.
Ở môi trường có độ chua lớn thường chỉ thích hợp với nấm mốc và
nấm men. Nấm men trong nước quả tươi thường ít hơn nấm mốc, nhưng
nấm men lại có khả năng phát triển và tăng sinh khối nhanh trong điều
kiện thiếu oxy hoặc kỵ khí, đồng thời lên men tích tụ cồn. Điều kiện kỵ
khí và trong dung dịch có cồn làm ức chế nấm mốc. Chính trong điều
kiện này nấm men đã cạnh tranh và phát triển chiếm ưu thế trong quá trình
lên men tự nhiên.
Trong các loài nấm men cũng cạnh tranh nhau chỉ có các loài có khả
năng đồng hóa đường nhanh tạo độ cồn cao mới dần dần chiếm ưu thế ở
giai đoạn lên men chính và lên men phụ.
Các công trình nghiên cứu đều xác định rằng, hệ nấm men trong giai
đoạn đầu lên men nước nho là kloeckera – nấm men có dạng hình chùy
chiếm phần lớn và hoạt động tích tụ được 2 – 4 độ cồn rồi ngừng hoạt
động và chết dần, sau đó là nấm men rượu vang thực thụ (Saccharomyces
cerevisiae và Saccharomyces oviformics) phát triển và đóng vai trò chủ
yếu trong lên men chính và lên men phụ.
6. Một số loài nấm men thường gặp trong sản xuất rượu vang
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
17
Sau đây là một số loài nấm men thường gặp trong nước quả có vai
trò quan trọng trong nghề làm rượu vang.
6.1. Saccharomyces cerevisiae
Đây là tên hiện nay dùng phổ biến, trước đây người ta gọi là
Saccharomyces cerevisiae Meyer hay là S. ellipsoideus theo Lodder là
Saccharomyces vini.
Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới
80% trong tổng số Saccharomyces có trong nước quả khi lên men. Khả
năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc
dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường, cồn và acid
hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotinic, biotin, mezoinozit,
thiamin và piridoxin.
Đa số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3 – 8) x (5 –
12)m, sinh sản theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử. Saccharomyces
cerevisiae sinh ra enzyme invectara có khả năng khử đường sacaroza
thành fructoza và glucoza, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung loại
đường này vào dung dịch quả và hàm lượng rượu được tạo thành bình
thường đối với nhiều nòi của men này chỉ đạt được 8 – 10% so với thể
tích.
Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh
và làm trong dịch rượu.
Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu
sunfit, tổng hợp các cấu tử bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho
vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
18
Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào
Saccharomyces cerevisiae thường bị già, không tiếp tục chuyển đường
thành cồn và bị chết rất nhanh.
6.2. Saccharomyces uvarum
Men này được tách từ nước nho, rượu len men tự nhiên. Về hình
thái nó không khác với các loài khác. Khả năng sinh bào tử khá mạnh
trên môi trường thạch – malt. Các nòi của loài này có thể lên men 12 –
130 cồn trong dung dịch nước nho. Một vài nòi được dùng trong sản xuất
rượu vang.
6.3. Saccharomyces chevalieri
Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond. Nấm men
này được tách từ nước nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây
men nước dừa hoặc nước cọ. Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên
men nước nho có thể tạo 160 cồn. Nó thường lẫn với Saccharomyces
cerevisiae.
6.4. Saccharomyces oviformics
Theo Lodder là Sac. Beuanes saccardo. Được tách ra từ nước nho
tự lên men, nhưng loại nấm men này ít hơn so với Sacch. vini. Giống
thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loại nước quả khác, có
khả năng chịu được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành
tới 180 cồn.
Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Sacch. vini và có khả
năng chịu được cồn cao. Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên
men dịch quả có hàm lượng đường cao để chế vang khô cho kết quả tốt.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
19
Có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo
thành 18% rượu trong quá trình lên men, giống này tạo thành màng trên
dịch quả. S. oviformis lên men được glucose, fructose, mantose,
saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men được lactose, pentose.
Điều khác nhau cơ bản của S. oviformis với S. vini là: S. oviformis không
lên men được galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành
màng.
Hai giống sản xuất rượu vang này (S. vini và S. oviformis) có nhiều
nòi được dùng trong sản xuất.
6.5. Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata
Kloeckera apiculata: kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip
hoặc hình quả chanh, tế bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men
hình chùy. Sinh sản bằng nảy chồi, rất phổ biến ở vỏ quả và nhiễm vào
nước quả chiếm đến 90% tổng số men khi bắt đầu lên men. Nó có thể lên
men tạo thành 6 – 70 cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như
các este của chúng làm cho dịch có mùi tạp và nó còn kìm hãm các loài
nấm men chính trong lên men, K. apiculata nhạy cảm với SO2.
Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men
này phát triển, nếu có thì chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 40
cồn.
7. Yêu cầu đối với chọn nấm men thuần chủng
Các loài nấm men thuần khiết dùng nhiều trong sản xuất rượu vang
thuộc giống Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis.
Các chủng nấm men thuần khiết này, có sự khác nhau về tốc độ sinh
trưởng, khoảng nhiệt độ thích hợp để lên men, khả năng tạo cồn và chịu
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
20
cồn, khả năng chịu được pH thấp cũng như khả năng kết lắng (tạo thành
dạng bông hoặc dạng bụi).
- Những yêu cầu đối với nấm men rượu vang là:
+ Có hoạt lực lên men cao đối với nước quả
+ Sử dụng đường cho lên men gần như hoàn toàn
+ Kết lắng tốt
+ Làm trong dịch rượu nhanh
+ Chịu được độ rượu cao và độ acid của môi trường cũng như các
chất sát trùng
+ Tạo cho rượu hương vị thơm ngon tinh khiết
8. Các yếu tố ảnh hưởng tới nấm men trong lên men rượu vang
8.1. Oxy
Hầu hết các chủng nấm men trong lên men rượu vang thuộc giống
Saccharomyces. Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi trong
môi trường đủ lượng oxy nấm men phân hủy đường dùng làm nguồn năng
lượng và cấu tạo tế bào tăng sinh khối.
Trường hợp thiếu oxy (kỵ khí) nấm men sử dụng phần oxy hòa tan
trong môi trường để sinh trưởng và chủ yếu là lên men.
Trong quá trình lên men giai đoạn đầu yêu cầu oxy cao nhất để nấm
men sinh sản, phát triển tăng sinh khối. Nếu có giai đoạn nhân giống thì
cũng cần phải cung cấp oxy bằng cách lắc hoặc sục khí.
8.2. Nhiệt độ
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
21
Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm men, đến quá
trình lên men và chất lượng của sản phẩm.
Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định
được khoảng nhiệt độ lên men rượu vang trắng thích hợp là 15 – 300C,
nếu lên men ở những thang độ thấp hơn thì càng tốt. Còn lên men rượu
vang đỏ (nước quả lẫn với xác quả) phải chiết xuất các chất thơm và
polyphenol từ vỏ quả nên cần thang độ cao hơn, thường là 250C.
Nhiệt độ lên men cao, thời gian của quá trình lên men ngắn, độ cồn
có thể thấp, đường sót còn nhiều và hương vị của sản phẩm có khi không
tốt.
8.3. Hàm lượng đường
Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều do vậy
người ta thường bổ sung thêm đường saccaroza. Đa số các loại nấm men
hoạt động bình thường trong môi trường đường dưới 20%. Có một số
chủng hoạt động ở môi trường có đường cao hơn. Khi nhân giống thường
dùng môi trường có đường thấp dưới 10%.
8.4. pH của môi trường
Trong thực tế lên men những dịch quả chua thường được rượu vang
ngon. Đối với dịch quả thường có độ pH từ 2.8 – 3.8. Khoảng pH này
nấm men vẫn hoạt động được. Vùng pH tối thích của nấm men là 4 – 6.
Trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường
nước quả có độ pH bằng 3.0 – 3.5.
8.5. Nguồn Nitơ
Đa số trong nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm
men. Tuy nhiên cũng có trường hợp không đủ nguồn nitơ do đó cần bổ
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
22
sung thêm nguồn nitơ. Trong trường hợp này người ta thường dùng amon
sulphat (NH4)2SO4. Cũng có thể dùng men tự phân cho thêm vào môi
trường. Nếu dịch quả quá chua dùng tartrat amon-kali hay amon hydroxy
trung hòa bớt acid.
Đối với dịch nhân giống hoặc hoạt hóa giống thì hỗn hợp các nguồn
nitơ và các chất sinh trưởng rất có ý nghĩa.
Trong nước quả thường có đủ các chất khoáng đối với nhu cầu của
nấm men. Vì vậy, không cần phải bổ sung thêm chất khoáng. Tuy nhiên
trong nghiên cứu cũng như trong nhân giống có thể thêm nguồn phospho
kali ở dạng muối phosphat và magiê ở dạng muối sulfat.
Ngoài ra để chống oxy hóa nước quả, người ta có thể thêm hóa chất
vào nước quả sau khi ép và trước khi lên men. Chất dùng rộng rãi là SO2
(anhydrit sunphurơ). SO2 là hóa chất được cho phép dùng trong sản xuất
rượu vang ở hầu hết trên thế giới và có tác dụng nhiều mặt: chống oxy
hóa, làm giảm hoặc tiêu diệt vi khuẩn có hại. Nguồn SO2 phổ biến trong
rượu vang là natri sunfit Na2SO3. Không nên dùng quá liều lượng cho
phép sẽ làm cho rượu vang có mùi khó chịu và diệt một số vi khuẩn có
ích.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
23
CHƯƠNG III
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Phương tiện thí nghiệm
1.1. Địa điểm thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công
Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường
Đại Học Cần Thơ.
1.2. Thời gian thực hiện
Thời gian thực hiện từ 28 – 2 đến 21 – 5 năm 2005
1.3. Thiết bị và dụng cụ
Các thiết bị và dụng cụ cần thiết cho các thí nghiệm như:
- Tủ cấy vô trùng
- Kính hiển vi
- Lam đếm
- Nồi thanh trùng
- Máy đo pH
- Chiết quang kế
- Dụng cụ để phân lập nấm men: đĩa petri, ống nghiệm, đèn
cồn…
- Các dụng cụ khác.
1.4. Hóa chất sử dụng
- Các hóa chất thanh trùng: NaHSO3
- Môi trường nuôi cấy
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
24
- Nguyên liệu: nho, đường…
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
25
2. Phương pháp thí nghiệm
2.1. Sơ đồ thí nghiệm
(rửa,ép, lọc...)
Acid citric
Nho
Xử lí
Tạo khuẩn lạc trên
đĩa petri
Phân lập
Giống nấm men hoạt
lực cao nhất giống
Saccharomyces. spp
Nhân giống Giữ giống
Giống nấm men cần khảo
sát s.spp (giống tự nhiên)
Nho
Xử lí
(rửa, ép, thanh trùng…)
Phối chế
(pH ở các chỉ tiêu khảo
sát)
Dịch lên men
Dịch 1 Dịch 2
Lên men Lên men
Khảo sát tốc độ phát triển Khảo sát tốc độ phát triển
Giống nấm men
Sacchromyces.Cerevisia
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
26
* Ghi chú: Saccharomyces. sp tế bào hình trứng, khuẩn lạc màu
trắng trong.
2.2. Chuẩn bị môi trường nuôi cấy nấm men
a. Nguyên tắc của việc chế tạo môi trường:
Dựa trên cơ sở nhu cầu về các chất dinh dưỡng và khả năng đồng
hóa các chất dinh dưỡng của từng loại vi sinh vật. Để so sánh đặc tính và
tốc độ phát triển của chúng thì các giống phải được nuôi tăng sinh trong
cùng điều kiện để có tính chất sinh lý giống nhau.
Để đảm bảo sự cân bằng về áp suất thẩm thấu giữa môi trường và tế
bào vi sinh vật nên cần điều chỉnh tỉ lệ và nồng độ các chất trong thành
phần môi trường.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
27
Đảm bảo các điều kiện lý hóa cần thiết cho các hoạt động trao đổi
chất của vi sinh vật.
b. Sơ đồ thực hiện:
Hình III.5. Sơ đồ chuẩn bị môi trường nuôi cấy nấm men.
Cân
Bình tam giác
Nấu cách thủy
Khử trùng
(1210C, 15 phút
Nước cất
Bột môi trường
Bảo quản và kiểm tra
môi trường
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
28
c. Thuyết minh sơ đồ:
Môi trường sử dụng nuôi cấy nấm men là môi trường Sabouraud, có
công thức chế tạo như sau:
Special peptone 10g/l Glucose 40g
Dextrose 20g/l Nước 1 lít
pH (250C) 5.6-6.0
Lượng, Nguyễn
Đức,2002
- Cân môi trường nuôi cấy và hòa tan trong nước cất với hàm lượng
xác định như sau:
Bột môi trường 70g
Nước cất 1000ml
- Cho hỗn hợp trên vào bình tam giác và nấu cách thủy để các thành
phần trong môi trường hòa tan trong nước.
- Dùng bông gòn bịt kín miệng bình tam giác.
- Rửa sạch các đĩa Petri, ống nghiệm, pipette. Sau đó dùng giấy bịt
kín để thanh trùng.
- Tiệt trùng môi trường, dụng cụ ở nhiệt độ 1210C trong thời gian 15
phút.
- Lấy môi trường và dụng cụ ra khỏi nồi tiệt trùng.
- Phân phối môi trường từ bình tam giác và dụng cụ. Đối với đĩa
petri lượng môi trường phân phối vào có độ dày khoảng 2mm. Đối với
ống nghiệm lượng môi trường cho vào bằng 1/3 chiều cao của ống.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
29
- Quá trình phân phối môi trường vào dụng cụ chứa phải tuân thủ
một số nguyên tắc cơ bản sau:
+ Môi trường khi được phân phối phải ở trạng thái lỏng.
+ Các thao tác phân phối cần phải nhanh, gọn, khéo léo để môi
trường không bị dính lên miệng hay thành của dụng cụ chứa và phải hoàn
thành trước khi môi trường hóa rắn.
- Bảo quản và kiểm môi trường;
+ Đối với môi trường chưa sử dụng, cần được bảo quản ở chỗ mát,
nhiệt độ thấp(khoảng 20-25 0C), hạn chế tác dụng của ánh sáng và không
để môi trường bị khô.
+ Trước khi sử dụng lại để kiểm tra độ vô khuẩn của môi trường, ta
thường đặt chúng vào chỗ ấm ở nhiệt độ 370C trong 42-48 giờ, sau đó lấy
ra quan sát, loại bỏ các ống có vi sinh vật phát triển.
2.3. Bố trí thí nghiệm
2.3.1. Thí nghiệm 1: Phân lập nấm men
a. Mục đích:
Trong dịch lên men, vi sinh vật tồn tại ở dạng hỗn hợp gồm nhiều
loài khác nhau (nấm men, nấm mốc, vi khuẩn). Muốn nghiên cứu những
đặc tính sinh lý, sinh hóa hoặc sử dụng một loài nào đó thì cần phải đưa
chúng về dạng thuần khiết.
Phân lập nấm men là quá trình tách riêng các chủng nấm men từ
quần thể ban đầu và đưa về dạng thuần khiết. Nấm men ở dạng thuần
khiết là giống nấm men được tạo ra từ một tế bào ban đầu.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
30
b. Sơ đồ thực hiện:
Hình III.6. Sơ đồ quá trình phân lập nấm men
c. Thuyết minh sơ đồ:
Nho
Tạo khuẩn lạc trên
đĩa Petri
Tách ròng và nuôi
cấy vào ống nghiệm
Cấy truyền
Nhân giống trong
ống nghiệm
Nước nho
Phối chế
(pH = 4 – 4.3 ; Brix = 22)
Thanh trùng bằng
NaHSO3 (122mg/l)
Nhân giống trong
bình tam giác
Xử lí
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
31
- Nho sau khi xử lí rửa sạch, dùng dao cắt đôi thành hai miếng.
- Để một nửa trái trên bề mặt của đĩa petri đã được phân phối môi
trường vào, lắc nhẹ cho nửa quả nho chạy đều trên bề mặt đĩa.
- Lấy nửa trái nho ra.
- Lật úp đĩa và đặt vào tủ ủ vi sinh ở nhiệt độ 370C trong 24 đến 48
giờ cho khuẩn lạc xuất hiện.
- Xác định các chủng nấm men bằng cách quan sát;
+ Hình dạng, kích thước và màu sắc của khuẩn lạc (bằng mắt
thường).
+ Quan sát hình dạng và kích thước của tế bào nấm men dưới kính
hiển vi.
- Chọn ra giống nấm men tiêu biểu đem cấy vào ống nghiệm là
giống có khuẩn lạc trắng trong, tế bào hình trứng lớn.
Lưu ý : Mọi thao tác trên phải được thực hiện trong điều kiện vô
trùng:
+ Tay và bề mặt tiếp xúc trong tủ sấy được khử trùng bằng cồn.
+ Không khí trong tủ được khử trùng bằng tia UV.
+ Dụng cụ phải được khử trùng trên ngọn lửa đèn cồn.
- Kiểm tra độ thuần khiết của giống mới vừa phân lập bằng cách
kiểm tra vết cấy, kiểm tra độ thuần chủng của các khuẩn lạc và kiểm tra tế
bào nấm men dưới kính hiển vi.
- Cấy truyền để bảo tồn giống vừa phân lập: Tay trái cầm hai ống
nghiệm (một ống giống và một ống môi trường), tay phải cầm que cấy và
khử trùng trên ngọn đèn cồn cho đến khi nóng đỏ que cấy. Sau đó, dùng
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
32
ngón cái và ngón trỏ xoay nhẹ nút ống nghiệm ra . Tiếp theo hơ nóng để
khử trùng không khí ở miệng hai ống nghiệm. Đợi que cấy vừa nguội,
khéo léo đưa que cấy tiếp xúc với khuẩn lạc trong ống nghiệm. Kế tiếp rút
que cấy ra, không để que cấy chạm vào thành ống nghiệm và đưa vào ống
nghiệm chứa môi trường, lướt que cấy trên mặt thạch theo kiểu hình chữ
chi. Cuối cùng, rút que cấy ra, khử trùng lại phần không khí nơi miệng hai
ống nghiệm rồi đậy nắp ống lại và khử trùng lại que cấy sau khi sử dụng
xong.
- Nhân giống trong ống nghiệm và trong bình tam giác để phát triển
sinh khối để khảo sát tốc độ lên men của giống nấm men và để giữ giống.
2.3.1. Thí nghiệm 2: Khảo sát tốc độ lên men của giống nấm men đã
được phân lập giống Saccharomyces sp và giống
Saccharomyces.cerevisiaee từ men bánh mì
* Mục đích
Khảo sát khả năng lên men, hoạt lực, độ rượu hình thành pH khác
nhau cùng độ Brix 22% của dịch quả theo thời gian của giống nấm men
Saccharomyces sp đã được phân lập ra và giống
Saccharomyces.cerevisiaee ở các chỉ tiêu.
- Sơ đồ thí nghiệm
Nho
Xử lí (rửa, ép…)
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
33
Lên men
PH= 4.0-4.
Đường, acid Citric
pH = 3.7 – 4.5, độ Brix = 220Bx
S.sp
nấm men
(2% giống)
S.cerevisiae
A1 A2 A3
(B1, B2) (B1, B2) (B1, B2)
- Phương pháp thực hiện:
Nho sau khi loại bỏ cuống, rửa sạch cho vào máy ép lấy dịch quả và
xác quả. Tách riêng phần xác quả, lấy dịch trong mang đi phối chế. Sau
đó đem đi thanh trùng bằng NaHSO3 122mg/l, khi NaHSO3 phân hủy hoàn
toàn (sau khoảng 30 phút), cho nấm men vào. + Phối chế: dùng pH kế và
Dịch quả
Phối chế
Thanh trùng (NaHSO3 122g/l)
Phân tích
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
34
chiết quang kế để điều chỉnh dịch quả pH và độ Brix đạt yêu cầu, nếu
chưa đạt bổ sung đường và acid citric cho đat yêu cầu.
+ Bổ sung nấm men với hàm lượng 2% giống.
+ Khuấy đảo đều, sau đó phân tích mẫu ban đầu N0. Sau khi đã
phân tích mẫu ban đầu, dịch quả đem đi phân phối vào một số chai thủy
tinh với hàm lượng 250ml/chai.
+ Dùng bông gòn đậy kín chai.
+ Quan sát quá trình lên men cứ sau 12h lấy mẫu ra phân tích. Mỗi
chai được lấy đem đi phân tích theo thời gian, điều này không gây nhiễm
vào các mẫu khác khi lấy mẫu.
. pH: đo bằng pH kế
. Tỉ trọng .
. Hàm lượng CO2.
. Độ cồn.
. Độ Brix: đo bằng chiết quang kế
. Tế bào nấm men:
+ Đếm bằng kính hiển vi
+ Cấy trên đĩa petri đếm khuẩn lạc
- Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành với 2 nhân tố
Nhân tố A:Giá trị pH thay đổi 3 mức độ
A1: 3.7
A2: 4.1
A3: 4.5
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
35
Nhân tố B:Giống nấm men thay đổi 2 mức độ
Giống B1(Saccharomyces. sp)
Giống B2(Saccharomyce. cerevisiae)
Chú ý:
+ Song song với việc phân lập nấm men Saccharomyces.sp thì giống
nấm men Saccharomyces .cerevisiae cũng được cấy trên đĩa và ống
nghiệm tương tự như giống Saccharomyces.sp .
+ Mục đích : tạo tế bào nấm men giống có trạng thái sinh lí tương
đương với tế bào được phân lập từ tự nhiên. Từ đó ta có thể khảo sát tốc
độ phát triển được thuận lợi.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
36
CHƯƠNG IV
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Thí nghiệm 1:Phân lập nấm men
Tham khảo các nghiên cứu ở các đề tài trước và qua quá trình phân lập
chúng tôi đã chọn được giống nấm men đặc trưng nhất, hoạt lực lên men
cao nhất từ tự nhiên trên bề mặt trái nho có dạng tế bào nấm men hình
trứng lớn khuẩn lạc trắng trong.
Phân lập nấm men Saccharomyces. sp từ nho để thu nhận giống ở
dạng thuần khiết. Sau quá trình phân lập nhiều lần, giống nấm men tự
nhiên và nấm men bánh mì men Saccharomyces.cerevisiaee được quan
sát dưới kính hiển vi.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
37
Hình IV.1 Dạng khuẩn lạc của hai giống nấm men vừa phân lập
Kết quả cho thấy rằng các tế bào nấm men của giống phân lập tự nhiên
Saccharomyces. sp tốt và Saccharomyces. cerevisiaee có hình dạng tương
tự: hình trứng lớn khuẩn lạc trắng trong.
4.2 Thí nghiệm 2: So sánh sự phát triển của 2 giống nấm men
Hình IV.2 Thí nghiệm khảo sát tốc độ lên men của các giống
nấm men
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
38
Sau đó các giống thuần khiết này được nuôi cấy tăng sinh cùng điều
kiện và thời gian để tạo tế bào mới có cùng trạng thái sinh lý tương đương
để khảo sát.
4.2.1 Ảnh hưởng của pH tới tốc độ phat triển, độ Brix, độ cồn theo
thời gian khi lên men dịch nho bằng giống nấm men saccharomyces.sp
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
SACCHA. SPP
Ph=3,7
SACCHA. SPP
pH=4,1
SACCHA. SPP
pH=4,5
Hình IV.3 Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phát triển của nấm men theo
thời gian lên men
(Phương pháp đếm khuẩn lạc trên dĩa Petri)
5.00
10.00
15.00
20.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
B
ri
x
SACCH. SPP
Ph=3,7
SACCH. SPP
pH=4,1
SACCH. SPP
pH=4,5
Hình IV.4 Ảnh hưởng của pH đến sự giảm độ Brix theo thời gian lên
men
pH 3.7
pH .7
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
39
0.00
4.00
8.00
12.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lư
ợ
n
g
cồ
n(
%
v)
SACCH. SPP
Ph=3,7
SACCH. SPP
pH=4,1
SACCH. SPP
pH=4,5
Hình IV.5 Ảnh hưởng của pH đến lượng cồn sinh ra theo thời gian lên
men
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
10.50
11.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
SACCHA. SPP
Ph=3,7
SACCHA. SPP
pH=4,1
SACCHA. SPP
pH=4,5
Hình IV.6 Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phát triển của nấm men theo
thời gian lên men
(Phương pháp đếm tế bào nấm men dưới kinh hiển vi)
pH .
pH=3.7
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
40
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
41
Hình IV.2 Thí nghiệm khảo sát tốc độ lên men của các giống nấm men
(pp đếm khuẩn lạc trên đĩa petri)
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
42
4.2.2 Ảnh hưởnh của pH tới tốc độ phat triển, độ Brix, độ cồn theo
thời gian khi lên men dịch nho bằng giống nấm men
saccharomyces.cerevisiae
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
S.CEREVISIA
pH=3,7
S.CEREVISIA
pH=4,1
S.CEREVISIA
pH=4,5
Hình IV.7 Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phát triển của nấm men theo
thời gian lên men
(Phương pháp đếm khuẩn lạc trên dĩa Petri)
5.00
7.00
9.00
11.00
13.00
15.00
17.00
19.00
21.00
23.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
Br
ix
S.CEREVISIA
pH=3,7
S.CEREVISIA
pH=4,1
S.CEREVISIA
pH=4,5
Hình IV.8 Ảnh hưởng của pH đến sự giảm độ Brix theo thời gian
lên men
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
43
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
l ư
ợ
ng
c
ồn
(%
v)
S.CEREVISIA
Ph=3,7
S.CEREVISIA
pH=4,1
S.CEREVISIA
pH=4,5
Hình IV.9 Ảnh hưởng của pH đến lượng cồn sinh ra theo thời gian lên
men
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
10.50
11.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
S.CEREVISIA
pH=3,7
S.CEREVISIA
pH=4,1
S.CEREVISIA
pH=4,5
Hình IV.10 Ảnh hưởng của pH đến tốc độ phát triển của nấm men
theo thời gian lên men
(Phương pháp đếm tế bào nấm men dưới kinh hiển vi)
Với phương pháp nuôi cấy nấm men trong môi trường Sabouraud,
Hình IV.3 biễu diễn sự tăng số lượng tế bào sống của nấm men. Trong khi
hình IV.6 là tổng số tế bào nấm men sống và đã chết khi điếm dưới kính
pH=3.7
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
44
hiển vi. Do phương pháp điếm dưới kính hiễn vi không phân biệt được tế
bào sống và chết nên số tế bào tăng mãi.
Từ những đồ thị trên cho ta thấy trong 24h đầu của của tiến trình lên
men lượng đường giảm ít vì số lượng tế bào nấm men còn thấp, trong
khoảng thời gian này sự hình thành rượu rất ít do tế bào nấm men tập
trung phát triển sinh khối.
Sau 24h, tốc độ phát triển của tế bào nấm men rất mạnh mẽ (phát triển
theo hàm số mũ) làm độ Brix giảm mạnh. Đồng thời lượng rượu sinh ra
cũng tăng rất nhanh. Hình IV.3 cho thấy, tốc độ phát triển tế bào đạt cực
đại trong khoảng thời gian từ 48-72h, nồng độ tế bào nấm men cực đại
(Nmax) khoảng 1010 cfu/ml. Sau đó số tế bào sống giảm. Điều này có thể
giải thích với hai lý do: lượng đường còn ít nên có sự cạnh môi trường
sống rất cao giữa hàng triệu tế bào nấm men (1010 cfu/ml). Lý do thứ hai
là lượng rượu trong môi trường sống rất cao nên ức chế sự phát triển tế
bào nấm men. Do đó số lượng tế bào sống giảm xuống sau 72h. Đồng
thời lượng đường cũng giảm chậm, nên lượng rượu tăng chậm.
Thât vậy, hình IV.5 cho thấy lượng cồn tăng nhanh từ 48-72h, sau đó
tăng chậm do hàm lượng đường còn ít, nhiều số tế bào nấm men chết. Đồ
thị biễu diễn sự thay đỏi pH trong quá trình lên men cho thấy pH đạt thấp
nhất ở thoài đỉem 48h, điều này có thể giải thích là khi lên men, ngàoi sản
phẩm rượu còn có sản phẩm phụ là acid hữu cơ. Sau 48 giờ, pH tăng lên là
do lúc đó lượng đường còn ít một số vi sinh vật có thể sử dụng acid làm
năng lượng. Thật vậy, sau 96h lượng đường còn rất thấp và pH tăng nhanh
do lượng acid đã đượng sử dụng nhiều thay cho đường để cung cấp năng
lượng cho vi sinh vật duy trì sự sống.
Từ đồ các thị cho thấy tốc độ phát triển và lượng cồn sinh ra của
giống nấm men Saccharomyces.sp đạt cao nhất trong môi trường dịch nho
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
45
pH=3.7 so với các pH 4.1, 4.5.còn với giống saccharomyces.cerevisiaee
thì cao nhất ở pH=4.1.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
46
4.2.3 so sánh sự phát triển của hai giống nấm men
saccharomyces.sp và saccharomyces.cerevisiaeeở các pH khác nhau
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
sacch.spp
sacch.cerevisia
Hình IV.11 So sánh tốc độ phát triển của Ssaccharomyces.sp và
Saccharomyces.cerevisiaee ở pH=3.7
(Phương pháp đếm khuẩn lạc trên dĩa Petri)
5.00
7.00
9.00
11.00
13.00
15.00
17.00
19.00
21.00
23.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
B
ri
x
sacch.spp
sacch.cerevi
sia
Hình IV.12 So sánh sự giảm độ Brix giữa giống
Saccharomyces.cerevisiaee và Saccharomyces.sp ở pH=3.7
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
47
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
l ư
ợn
g
c ồ
n
(%
v)
sachh.spp
sacch.cer
evisia
Hình IV.13 So sánh lượng cồn sinh ra giữa giống sacc.sp và
sacc.cerevisiaee ở pH=3.7
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
10.50
11.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
sacch.spp
sacch.cerevisia
Hình IV.14 So sánh tốc độ phát triển của saccharomyces.sp và
saccharomyces.cerevisiaee ở pH=3.7
(Phương pháp đếm tế bào nấm men dưới kinh hiển vi)
Bảng VI..1 Bảng thống kê độ Brix, tốc độ phát triển của nấm men ở
các phương pháp khảo sát khác nhau
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
48
Nhân
tố
khảo
sát
GIỐNG NẤM MEN
SACCH. SP S.CEREVISIAEE
pH=3,7 pH=4,1 pH=4,5 pH=3,7 pH=4,1 pH=4,5
Độ
Brix
13.3a 13.7143a 14.0714a 14.0714a 13.31a 14.0714a
số
lượng
tế
bào
nấm
men
(PP
cấy)
920.443a 903.586a 518.814a 661.429a 939.986a 903.586a
số
lượng
tế
bào
nấm
men
(PP
đếm)
10508.7a 7975.71a 7502.71a 6750.0a 11317.4a 9761.14a
Bảng VI.2 Nồng độ rượu sau khi kết thúc quá trình lên men
Nhân Saccharomyces.sp Saccharomyces.cerevisiae
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
49
tố khảo
sát pH=3.7 pH=4.1 pH=4.5 pH=3.7 pH=4.1
pH=4.
5
Độ
rượu
cao
nhất
12.82 11.73 12.31 11.91 12.51 12.38
Qua quá trình khảo sát tốc độ phát triển của các giống nấm men bằng
phương pháp đếm cũng như phương pháp cấy trên đĩa petri chúng tôi đã
thu được những kết quả sau:
Các bảng và hình cho thấy tế bào của hai giống nấm men này đều
phát triển chậm trong giai đoạn đầu của tiến trình lên men trước 24h, sau
đó tốc độ của chúng tăng nhanh (trong khoảng thời gian từ 24-72h ) theo
hàm số mũ. Nấm men tự nhiên biểu hiện có tốc độ phát triển nhanh hơn
và giảm tế bào nấm men bánh mì. Điều này được trình bài từ các đò thị
trên: tế bào tăng nhanh, lượng đường giảm nhanh, lượng cồn sinh ra
nhanh và pH giảm nhanh, nói chung các biến đỏi diễn ra trước. Tuy nhiên,
kết quả thống kê cho thấy không có sự khác biệt ý nghĩa 95% về tốc độ
phát triển, lượng đường, lượng cồn sinh ra, pH giảm trong dịch lên men
của hai giống nấm men ở các điều kiện pH khác nhau.
4.2.3 Đánh giá cảm quang sản phẩm rượu tạo thành
Bảng IV.3 Tổng hợp kêt quả đánh giá cảm quan
Cả
m
Lần
pH=3,7
pH=4,1
pH=4,5
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
50
qua
n
viê
n
Màu
sắc
Mùi Vị
Màu
sắc
Mù
i
Vị
Màu
sắc
Mù
i
Vị
1
1 S Đ Đ S S S Đ S S
2 S S Đ S S S S Đ Đ
2
1 Đ Đ S S Đ S Đ S S
2 S S Đ Đ S Đ Đ S Đ
3
1 S Đ S S S S S Đ S
2 Đ Đ S Đ Đ S Đ S Đ
4
1 S S Đ S S Đ S S S
2 S S S Đ Đ Đ Đ Đ S
5
1 Đ S S S S S S S Đ
2 Đ Đ Đ S Đ Đ Đ Đ S
6
1 S S Đ Đ Đ S S S S
2 Đ Đ Đ S S S Đ Đ Đ
7
1 S S S Đ S Đ S S S
2 S Đ Đ Đ Đ S S Đ S
8
1 Đ S S Đ Đ Đ Đ S Đ
2 S S Đ S S S S Đ S
9
1 Đ Đ S Đ Đ Đ Đ S Đ
2 S S Đ S Đ S S S S
10
1 Đ Đ S S S S Đ Đ S
2 S Đ S Đ Đ Đ S S Đ
11
1 Đ Đ Đ S S S Đ Đ Đ
2 Đ S Đ Đ Đ S S S S
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
51
12
1 S Đ S S S Đ S Đ Đ
2 Đ S Đ Đ Đ S Đ Đ S
13
1 S S Đ S S Đ S S S
2 S Đ S Đ S S Đ S Đ
14
1 Đ Đ S Đ Đ Đ S Đ S
2 Đ S S Đ Đ Đ S Đ Đ
15
1 S Đ Đ S S S S Đ S
2 Đ S S Đ Đ Đ Đ S Đ
Tổng câu
trả lời
dúng cả
hai lần
đánh giá
14 15 15 15 15 13 14 14 13
Kết quả:
Chỉ tiêu
khảo sát
pH=3,7
pH=4,1
pH=4,5
Màu
sắc
Mùi Vị
Màu
sắc
Mùi Vị
Màu
sắc
Mùi Vị
Lần
1 7 8 8 6 7 7 6 7 6
2 7 7 6 9 8 6 8 7 7
Tổng câu
đúng cả
2 lần
đánh giá
14 15 14 15 15 13 14 14 13
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
52
Bảng IV.4 Tổng hợp ghi chú mức độ sai biệt trong hai lần đánh giá
Mức độ khác biệt Kết quả đánh giá
Rất ít
Hơi nhiều
Nhiều
Rất nhiều
98
25
7
1
Từ kết quả đánh giá cảm quan trên cho thấy sản phẩm rượu vang nho
được lên men từ hai giống nấm men Saccharomyces. sp và
Saccharomyces. cerevisiaee có mức đô khác biệt nhau là rất ít.
Từ kết quả đánh giá cảm quan cho thấy không có sự khác biệt về màu
sắc cũng như mùi, vị của hai giống nấm men ở các pH khác nhau với độ
tin cậy µ=99.9% . Từ đây có thể nhận định hai giống nấm men có thể
chính là một giống.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
53
Ghi chú: Bảng thống kê ở phần phụ lục để xác định mức độ sai biệt và
độ tin cậy
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
54
CHƯƠNG V
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
I.kết luận
Sau khi tiến hành khảo sát các thí nghiệm của các giống nấm men đã
rút ra một số kết luận sau.
Tốc độ phát triển của nấm men được phân lập từ tự nhiên
Saccharomyces.sp và nấm men Saccharomyces cerevisiaee khác
biệt không có ý nghĩa 95% trong các điều kiện pH 3.1, 4.1 và 4.5.
Nồng độ tế bào tối đa đạt được trong điều kiện lên men là 1010
cfu/ml.
Thời gian lên men của quá trình lên men dịch nho khi nấm men đã
được kích hoạt lên mạnh nhất và với nồng độ đường 22%, 2% men
giống chính thức chỉ khoảng 07 ngày là kết thúc tiến trình lên men
chính. Nồng độ rượu tối đa (12%) không khác biệt có ý nghĩa 95%
khi lên men nho từ hai giống men trong dịch nho có pH 3.1, 4.1 và
4.5 .
Có thể giống nấm men được phân lập từ tự nhiên Saccharomyces.sp
chính là giống nấm men Saccharomyces.cerevisiaee
Có thể sử dụng nấm men phân lập từ tự nhiên để sản xuất rượu nho
vừa đạt chất lượng cao, hiệu quả không kém giống men mua.
II.Đề nghị
Vì thời gian có hạn lên việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc phân lập
và khảo sát giống từ tự nhiên với giống Saccharomyces.cerevisiaee ở các
pH khác nhau. Trong quá trình khảo sát, kết quả cho thấy hai giống không
có sự khác nhau.
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
55
Để có thể đưa ra những chỉ tiêu tôt hơn cho phương pháp so sánh được
chính xác hơn cần:
Khảo sát ảnh hưởng của độ Brix
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ
Nghiên cứu và tiến hành định danh giống nấm men phân lập từ tự
nhiên Saccharomyces.sp tự nhiên khảo sát xem đó có phải chính là
giống Saccharomyces.cerevisiaee
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
56
PHẦN PHỤ LỤC
I. Các đồ thị biễn tốc độ phát triển của các giống nấm men ở
pH=4.1,4.5
1.1 So sánh sự phát triển của hai giống nấm men Saccharomyces.sp và
Saccharomyces.cerevisiaee ở các pH khác nhau
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
sacch.spp pH=4,1
sacch.cerevisiaepH=4
,1
Hình I.1 So sanh tốc độ phát triển của Saccharomyces.sp và
Saccharomyces.cerevisiaee ở pH=4.1
(Phương pháp đếm khuẩn lạc trên dĩa Petri)
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
57
5.00
7.00
9.00
11.00
13.00
15.00
17.00
19.00
21.00
23.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
B
ri
x
sacch.spp
sacch.cerevi
sia
Hình I.2 So sánh sự giảm độ Brix giữa
giốngSsaccharomyces.cerevisiaee và Saccharomyces.sp ở pH=4.1
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lư
ợ
ng
c
ồ
n(
v%
)
sacch.spp pH=4,1
sacch.cerevisiaepH=4,1
Hình I.3 So sánh lượng cồn sinh ra giữa giống Saccs.sp và
Ssacc.cerevisiaee ở pH=4.1
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
58
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
10.50
11.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
sacch.spp pH=4,1
sacch.cerevisiaepH=4,1
Hình I.4 So sánh tốc độ phát triển của saccharomyces.sp và
Saccharomyces.cerevisiaee ở pH=4.1
(Phương pháp đếm tế bào nấm men dưới kinh hiển vi)
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lo
g1
0
sacch.spp pH=4,5
sacch.cerevisiaepH=4
,5
Hình I.5 So sanh tốc độ phát triển của Saccharomyces.sp và
Saccharomyces.cerevisiaee ở pH=4.5
(Phương pháp đếm khuẩn lạc trên dĩa Petri)
Sưu tầm bởi: www.daihoc.com.vn
59
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
độ
B
ri
x
sacch.spp pH=4,5
sacch.cerevisiaepH=4,5
Hình I.6 So sánh sự giảm độ Brix giữa giống
saccharomyces.cerevisiaee và saccharomyces.sp ở pH=4.5
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 24 48 72 96 120 168
thời gian
lư
ợ
n
g
c
ồ
n
(%
v)
sacch.spp pH=4,5
sacch.cerevisiaepH=4
,5
Hình I.7 So sánh lượng cồn sinh ra giữa giống Saccs.sp v
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- luan-van-che-bien-ruou-nho.pdf