Phân lập và tuyển chọn nấm men có khả năng lên men rượu vang thanh long ruột đỏ hylocereus polyrhizus

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN RƯỢU VANG THANH LONG RUỘT ĐỎ (Hylocereus polyrhizus) ĐINH THỊ BẢO HÒA AN GIANG, THÁNG NĂM 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP & TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN RƯỢU VANG THANH LONG RUỘT ĐỎ (Hylocereus polyrhizus) ĐINH THỊ BẢO HÒA MSSV: DSH173239 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS LÝ THỊ THANH THẢO AN GIANG, THÁNG NĂM 2021 Chuyên đề “Phân lập tuyển chọn nấm men có khả lên men rượu vang Thanh Long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus)” sinh viên Đinh Thị Bảo Hòa thực hướng dẫn ThS Lý Thị Thanh Thảo Phản biện Phản biện Ths.Vương Bảo Ngọc Ths Nguyễn Phú Thọ Giáo viên hướng dẫn Ths Lý Thị Thanh Thảo i LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn cha, mẹ sinh thành, ni nấng, quan tâm, chăm sóc, ni dưỡng, dìu dắt ln động viên để tơi có thêm nghị lực để vượt qua khó khăn bước trưởng thành ngày hôm Trong suốt trình học tập trường, tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại Học An Giang, khoa Nông Nghiệp – Tài Nguyên Thiên Nhiên tạo điều kiện cho tơi học tập có điều kiện để thực đề tài Xin cảm ơn đến quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Sinh học giúp đỡ năm học vừa qua, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Cảm ơn thầy, chun viên phịng thí nghiệm tạo điều kiện để tơi hồn thành đề tài Đặc biệt cảm ơn cô Lý Thị Thanh Thảo giáo viên hướng dẫn tơi ln tận tình, quan tâm tạo điều kiện tốt để thuận lợi hoàn thành tốt chuyên đề toi Ngoài cảm ơn anh, chị khóa 17 bạn bè giúp tơi suốt tình học hỗ trợ giúp đỡ nhiệt tình để tơi hồn thành đề tài Cuối cùng, xin chúc quý thầy cô bạn bè ln dồi sức khỏe để tiếp tục giúp đỡ cho bạn khóa sau thành cơng đường nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! An Giang, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Người thực Đinh Thị Bảo Hòa ii LỜI CAM KẾT Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu cơng trình nghiên cứu có xuất xứ rõ ràng Những kết luận khoa học cơng trình nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình khác An Giang, ngày 25 tháng 05 năm 2021 Người thực Đinh Thị Bảo Hòa iii MỤC LỤC MỤC LỤC iiv DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH BẢNG vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1TÍNH CẦN THIẾT ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP ĐỀ TÀI CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 GIỚI THIỆU RƯỢU VANG 2.1.1 Khái niệm rượu vang 2.1.2 Phân loại rượu vang 2.1.3 Thành phần giá trị rượu vang 2.2 SƠ LƯỢC VỀ NẤM MEN 2.2.1 Hình thái cấu tạo tế bào nấm men 2.2.1.1 Hình thái nấm men 2.2.1.2 Cấu tạo tế bào nấm men 2.2.2 Phân loại nấm men 14 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 16 2.2.4 Các nấm men thường gặp sản xuất rượu vang 17 2.3 SƠ LƯỢC VỀ THANH LONG RUỘT ĐỎ 19 2.3.1 Giới thiệu Thanh Long ruột đỏ 19 2.3.1.1 Nguồn gốc 19 2.3.1.2 Đặc tính sinh thái 21 2.3.2 Thành phần hóa học cơng dụng 21 2.4 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 23 iv 2.4.1 Nghiên cứu nước 23 2.4.2 Nghiên cứu nước 24 CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 26 3.1.1 Thời gian địa điểm tiến hành thí nghiệm 26 3.1.2 Nguyên liệu thí nghiệm 26 3.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 26 3.1.4 Thiết bị 26 3.1.5 Hóa chất 27 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 3.2.1 Thí nghiệm 1: Phân lập nấm men có rượu Thanh Long ruột đỏ 27 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả lên men dòng nấm men dịch đường Glucose Saccharose 29 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả lên men rượu Thanh Long ruột đỏ 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 4.1 THÍ NGHIỆM 1: KẾT QUẢ PHÂN LẬP NẤM MEN 33 4.2 THÍ NGHIỆM 2: KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÊN MEN TRONG MÔI TRƯỜNG DỊCH ĐƯỜNG GLUCOSE VÀ SACCHAROSE CỦA CÁC DÒNG NẤM MEN ĐÃ PHÂN LẬP 34 4.3 THÍ NGHIỆM 3: KHẢ NĂNG LÊN MEN RƯỢU THANH LONG RUỘT ĐỎ CỦA CÁC DÒNG NẤM MEN ĐÃ PHÂN LẬP 37 4.4 ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN CHẤT LƯỢNG RƯỢU VANG TỪ THANH LONG RUỘT ĐỎ THEO TCVN 3215-79 39 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 5.1 KẾT LUẬN 41 5.2 KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 PHỤ LỤC 45 v DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Hình thái tế bào nấm men (Lương Đức Phẩm, 2009) Hình 2: Sơ đồ cấu tạo tế bào nấm men (Lương Đức Phẩm, 2009) Hình 3: Bào tử nấm men phân cắt tế bào (Nguyễn Lân Dũng, 2007) 15 Hình 4: Các loại bào tử nấm men (Nguyễn Lân Dũng, 2007) 15 Hình 5: Quá trình nảy chồi nấm men (Nguyễn Lân Dũng, 2007) 15 Hình 6: Thanh Long ruột đỏ (Kiên Kiên, 2009) 19 Hình 7: Sơ đồ phân lập nấm men từ Thanh Long ruột đỏ 28 Hình 8: Sơ đồ tăng sinh lên men dịch đường 30 Hình 9: Khuẩn lạc TL1, TL2, TL3 (từ trái sang phải) 34 Hình 10: Tế bào TL1, TL2, TL3 kính hiển vi vật kính 40 34 Hình 11: TL1 sinh 12 (1), TL2 sinh (2), TL3 sinh (3) 35 Hình 12: TL1 sinh 12 (1), TL2 sinh (2), TL3 sinh (3) 36 Hình 13: Biểu đồ ảnh hưởng dòng nấm men đến thay đổi độ Brix 38 Hình 14: Biểu đồ ảnh hưởng dòng nấm men đến thay đổi độ pH 38 Hình 15: Biểu đồ ảnh hưởng dịng nấm men đến nồng độ cồn trình lên men 39 Hình 16: Quy trình lên men rượu vang từ Thanh Long ruột đỏ 41 Hình 17: Mẫu Thanh Long ruột đỏ dùng phân lập nấm men 45 Hình 18: Trãi men từ mẫu lên men Thanh Long ruột đỏ 45 Hình 19: Độ brix ban đầu sau điều chỉnh mẫu Thanh Long ruột đỏ 45 Hình 20: Bình tăng sinh nấm men 46 Hình 21: Bố trí thí nghiệm mẫu Thanh Long ruột đỏ trước lên men 46 Hình 22: Mẫu Thanh Long ruột đỏ lên men sau 24 47 Hình 23: Mẫu Thanh Long ruột đỏ lên men sau ngày 47 Hình 24: Đo pH độ cồn 48 Hình 25: Hệ thống chưng cất 48 Hình 26: Rượu sau chưng cất 48 vi DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học có Thanh Long 22 Bảng 2: Thành phần môi trường hóa chất 27 Bảng 3: Bảng đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm rượu vang từ Thanh Long ruột đỏ 32 Bảng 4: Hình thái khuẩn lạc chủng nấm men phân lập 33 Bảng 5: Hình thái tế bào chủng nấm men phân lập 33 Bảng 6: Thời gian sinh loại nấm men dịch đường Glucose 35 Bảng 7: Thời gian sinh loại nấm men dịch đường Saccarose 36 Bảng 8: Độ Brix, pH độ cồn sau lên men dòng nấm men 37 Bảng 9: Kết đánh giá cảm quan chất lượng rượu vang từ Thanh Long ruột đỏ theo TCVN 3215-79 40 Bảng 10: Bảng phân tích ANOVA DUNCAN cột khí dịch đường Glucose Saccarose 49 Bảng 11: Bảng kết phân tích ANOVA DUNCAN độ Brix thí nghiệm 50 Bảng 12: Bảng kết phân tích ANOVA DUNCAN độ pH thí nghiệm 50 Bảng 13: Bảng kết phân tích ANOVA DUNCAN độ cồn thí nghiệm 53 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT PDA - Potato Dextrose Agar YPD Agar - Môi trường Yeast extract -Peptone-D-glucose-Agar H polyrhizus - Hylocereus polyrhizus TCN - Trước cơng ngun AF - Q trình lên men cồn ĐVTN - Đơn vị thí nghiệm NM - Nấm Men TL1 - Nấm Men TL2 - Nấm Men TL3 - Nấm Men viii Dịch đường Saccharose qua TL1 có chiều cao cột khí cao so với loại nấm men lại thấp 0,1 cm cao 0,4 cm Sau chiều cao cột khí TL1 cm thấp TL2 0,3 cm Sau 12 TL3 có chiều cao cột khí cao 2,1 cm thấp TL2 Sau 24 tốc độ đẩy khí ống Durham đạt tối đa chiều cao cột khí 2,5 cm Dịch đường Glucose qua TL1 có chiều cao cột khí cao so với loại nấm men lại thấp 0,3 cm cao 0,7 cm Sau chiều cao cột khí cao TL1 TL3 1,2 cm thấp TL2 0,5 cm Sau 12 TL1 có chiều cao cột khí cao 2,3 cm thấp TL2 Sau 24 tốc độ đẩy khí ống Durham đạt tối đa chiều cao cột khí 2,5 cm Đối với lên men đường Saccharose thường chậm lên men Glucose Điều Saccharose disaccharide nên trước hấp thụ, nấm men phải sử dụng enzyme invertase để thủy phân đường thành Glucose Fructose sau vận chuyển vào tế bào Một phân tử Glucose tách thành phân tử Pyruvate Năng lượng từ phản ứng tỏa nhiệt sử dụng để gắn phân tử phosphat vô (PO43-) vào phân tử ATP chuyển hóa NAD+ thành NADH Hai phân tử Aacetaldehyde sản sinh CO2 sản phẩm thải làm đẩy khí ống durham (Vũ Cơng Hậu, 2013) 4.3 THÍ NGHIỆM 3: KHẢ NĂNG LÊN MEN RƯỢU THANH LONG RUỘT ĐỎ CỦA CÁC DÒNG NẤM MEN ĐÃ PHÂN LẬP Lên men Thanh Long ruột đỏ, tiến hành điều chỉnh cố định pH môi trường pH = 4,5 với nồng độ đường Brix = 22 , lên men nhiệt độ phòng thời gian khoảng 5-7 ngày điều kiện kỵ khí (Nguyễn Hữu Tường cs., 2013) Thí nghiệm tiến hành với mật độ nấm men 1,8 x 106 tế bào/mL Bảng 8: Độ Brix, pH độ cồn sau lên men dòng nấm men Chủng Độ Brix pH Độ cồn TL1 18,66b 3,79b 6a TL2 17,66b 3,66a 7,66ab TL3 16,33a 3,94c 8,66b Ghi chú: Số liệu bảng trung bình lần lặp lại, cột số mang chữ số giống khơng khác biệt có ý nghĩa thống kê 5% (P