CHUYÊN ĐỀ LÊN MEN RƯỢU ETHYLIC

CHUN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC TRƯỜNG ĐHSP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA: SƯ PHẠM SINH    CHUYÊN ĐỀ: GV HD: Trần Thanh Thủy SV thực hiện: (lớp chuyên tu Bình Dương) Hoàng Thò Hoài Nguyễn Văn Thủy GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CƠ TRẦN THANH THỦY trang 1 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 2 Trong thời gian 3 tuần thực hiện tiểu luận nhóm chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ cô giáo hướng dẫn bộ môn vi sinh vật học cùng các thấy cô ở trong lớp. nhóm chúng tôi chân thành cảm ơn đến: - Cô Trần Thanh Thủy - Toàn thể các bạn học viên trong lớp Trong quá trình làm tiểu luận nhóm chúng tôi không thể tránh khỏi những sai lầm thiếu sót. Rất mong được sự thông cảm và góp ý chân thành của cô cũng như các bạn học viên trong lớp để chúng tôi có thể hoàn thành tốt hơn các bài tiểu luận sau này. Xin chân thành cảm ơn! CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU trang 3 PHẦN II: NỘI DUNG I- Các khái niệm trang 4 II- các vi sinh vật tham gia trang 4 1. Nấm men thuộc chi trang 4 2. Nấm mốc trang 4 3. Vi khuẩn trang 5 III- Tiêu chuẩn chọn giống nấm men trang 5 IV- Điều kiện của quá trình trang 5 V- Cơ chế lên men trang 5 VI- Hiệu quả năng lượng trang 7 VII- Ứng dụng trang 7 1. Sản xuất công nghệp rượu ethylic trang 7 2. Sản xuất bia trang 7 3. Nấm men rượu làm nở bột mì trang 8 4. Sản xuất sinh khối nấm men, sản xuất protein đơn bào trang 8 5. Sử dụng nấm men trong sản xuất vitamin và enzyme trang 9 6. Nấm men được dùng trong công nghiệp AND trang 9 7. Sản xuất các sản phẩm truyền thống: trang 9 8. Trong y tế trang 10 PHẦN III: KẾT LUẬN trang 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 12 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 3 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC PHẦN I: MỞ ĐẦU Trong những buổi sum họp gia đình, gặp gỡ bạn bè, liên hoan sinh nhật, cưới hỏi…không thể vui được nếu như không có ly rượu, cốc bia chúc mừng. và bia, rượu đã trở thành nước uống quen thuộc không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới. Hiện nay ở Việt Nam có nhiều loại bia, rượu mang hương vị đặc trưng cho từng địa phương, từng vùng. Nói đến rượu vang người ta sẽ nghĩ tới Đà Lạt mộng mơ, nói tới rượu đế là nghĩ tới Miền Trung yêu dấu, nói tới bia chúng ta sẽ nghĩ tới Hà Nội. Sài Gòn…. Những loại rượu, bia bán trên thị trường đều là ứng dụng của quá trình lên men rượu ethylic Vậy thực chất của quá trình lên men rượu là gì? Có những vi sinh vật nào tham gia? Cơ chế của lên men rượu thế nào? lên men rượu được ứng dụng trong những lĩnh vực nào? Chắc hẳn chúng ta chưa hiểu rõ đúng không nào? Với những thắc mắc trên đã thôi thúc nhóm chúng tôi nghiên cứu, tìm hiểu và kết hợp với kiến thức nhóm chúng tôi học được qua môn vi sinh vật học nhóm chúng tôi quyết định chọn “ Lên men rượu ethylic” làm tiểu luận cho nhóm mình. Sau đây là toàn bộ nội dung chúng tôi xin được giới thiệu để cô và các bạn cùng tham khảo. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 4 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC PHẦN II: NỘI DUNG LÊN MEN RƯỢU ETHYLIC I. CÁC KHÁI NIỆM * Cồn: rượu/nước ≥ 50% * Rượu : rượu/nước ≤ 45% * Lên men cổ điển: sản phẩm tạo ra có phân tử lượng nhỏ hơn chất ban đầu( rượu bia, axit hữu cơ) có thể thay thế công nghệ này bằng quá trình hóa học * Lên men hiện đại: tạo ra sản phẩm khác xa nhiên liệu ban đầu( kháng sinh, enzim, vitamin). Không thể thay thế công nghệ này bằng công nghệ hóa học. * Lên men rượu là quá trình phân giải đường thành rượu ethylic và CO 2 có sự tham gia của nấm men và một số vi sinh vật khác trong điều kiện kị khí. * “Lên men là sự sống không cần oxy phân tử: - Luispaster II. CÁC VI SINH VẬT THAM GIA 1. Nấm men thuộc chi Saccharomyces - Hình ô van - Kích thước: 3-10x2-12 micromet - Sinh sản: vô tính và hữu tính - Sống kị khí không bắt buộc - Lên mèn chiều loại đường khác nhau * một số loài nấm men thuộc chi Saccharomyces: S.ellipsoides( sản xuất vang nho), S. carlsbergensis( lên men nổi, sản xuất bia vàng) 2. Nấm mốc Vai trò: sử dụng enzim nấm mốc biến nguyên liệu khác thành đường( tinh bột). Tinh bột  đường phải nấu chín nhờ enzim amilaza GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 5 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC 3. Vi khuẩn * Zymomonasmobilis: lên men lien tục tạo rượu kém, không ổn định * Vi khuẩn lactic: tích tụ nito cho nấm men, tạo pH thích hợp cho quá trình lên men(pH = 4.5-5) III. TIÊU CHUẨN CHỌN GIỐNG NẤM MEN SACCHAROMYCES • Đặc điểm tốt: - Có khả năng tiết hệ enzim Zymaza( 50 loại) để lên men nhanh chóng và hoàn toàn - Chịu được nồng độ rượu cao, đường cao, pH thấp để ức chế các vi khuẩn Tạp nhiễm xâm nhập qúa trình lên men - Có sức phát triển mạnh trong môi trường lên men - Thích nghi với nhiệt độ tương đối cao - Ít đòi hỏi các yếu tố dinh dưỡng IV. ĐIỀU KIỆN CỦA QUÁ TRÌNH - Các nấm men chỉ lên men đường mono hoặc disaccharit - Nồng độ đường thích hợp cho úa trình lên men là 10-15% - pH = 4 - 4.5 - Nhiệt độ: 28 -30 0 C - Lên men trong điều kiện kị khí. V. CƠ CHẾ LEN MEN RƯỢU Phương trình tóm tắt của quá trình lên men rượu: C 6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH+2CO 2 + 113.4 KJ Thực chất qúa trình lên men diễn ra gồm hơn 10 phản úng khác nhau và chia thành 3 giai đoạn: • Giai đoạn 1: Đường phân biến glucozo  Axit pyruvic • Giai đoạn 2: Axit pyruvic  axetandehyt • Giai đoạn 3: Axetandehyt  rượu ethylic GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 6 Vk lactic CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC 1. Do xúc tác của glucokinaza C 6 H 12 O 6  CH 2 O(H 2 PO 3 )(CHOH) 4 CHO+ADP 2. Dưới tác dụng của enzyme đồng phân gluco phosphate – izomeraza: CH 2 O(H 2 PO3)(CHOH) 4 CHO  CH 2 O(H 2 PO 3 )(CHOH) 3 COCH 2 OH 3. Dưới tác dụng của phosphofructokinaza: CH 2 O(H 2 PO 3 )(CHOH) 3 COCH 2 OH+ATP  CH 2 O(H 2 PO 3 )CO(CHOH) 3 CH 2 OH(H 3 PO 4 ) + ADP 4. Được xúc tác bởi aldolaza. CH 2 O(H 2 PO 3 )CO(CHOH) 3 CH 2 OH(H 3 PO 4 )  CH 2 O(H 2 PO 3 )COCH 2 OH + H 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCHO 5. Dưới tác dụng của enzyme triphosphate – izomeraza: CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCHO  CH 2 O(H 2 PO 3 )COCH 2 OH 6. Nhờ xúc tác của enzyme triphosphatedehydronaza – coenzyme của nó là NAD 2CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCHO + 2H 3 PO4 + 2NAD  2CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCOO~H 3 PO 3 + 2NAD.H 2 7. Với sự tham gia của phosphoglyceratkinaza 2CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCOO~H 3 PO 3 + 2ADP  2CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCOOH + 2ATP 8. Dưới tác dụng của enzyme acide 2-phosphoglyceromutaza 2CH 2 O(H 2 PO 3 )CHOHCOOH  2CH 2 OHCHO(H 2 PO 3 )COOH 9. Dưới tác dụng của enolaza 2CH 2 OHCHO(H 2 PO 3 )COOH  2CH 2 CO(H 2 PO 3 )COOH + 2H 2 O 10. Do enzyme pyrovatkinaza 2CH 2 =CO~(H 2 PO 3 )COOH + 2ADP  2CH 3 CO-COOH + 2ATP 11. Tới đây, acide pyrovic bị decarrboxyl để tạo thành aldehyt acetic 2CH 3 CO-COOH  2CO 2 + 2CH 3 CHO 12. Giai đoạn cuối cùng của lên men rượu là aldehyt acetic bị khử bởi NAD.H2 2CH 3 CH 2 OH + 2NAD  2CH 3 CHO + 2NAD.H2 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 7 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC VI. HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG C 6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH+2CO 2 + 113.4 KJ Hiệu quả thấp: 2 ATP/glucozo Hô hấp hiếu khí: 38 ATP/glucozo Hô hấp kị khí: < 38ATP/glucozo VII. ỨNG DỤNG 1. Sản xuất công nghệp rượu ethylic 80% ethanol trên thế giới bằng con đường lên men, phần rượu ethylic còn lại được tổng hợp từ ethylene tổng hợp hóa học do công nfhieepj dầu mỏ Trong công nghệ sinh học sản xuất ethanol người ta dung các loài Saccharomyces khác nhau Rượu ethulic là một dung môi rất phổ biến, người ta sử dụng rượu trong công nghiệp chế biến cao su nhân tạo este, … Rượu lúa mới của Việt Nam đa được huy chương vàng tại hội chợ quốc tế, từ rượu cao độ người ta pha thành các loại rượu mùi. Rượu vang là loại rượu lên men dịch quả khôn qua chưng cất hiện nay nước ta đang nghiên cứu chế tạo vang điều, vang vải … 2. Sản xuất bia GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 8 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC Bia là một loại nước giải khát lên men rượu nhẹ không chưng cất gồm: 92% nước, 2-9% rượu ethylic và các loại đường sót, rất nhiều vitamin B, nên là loauj rất được ưa chuộng ở nhiều nước. hiện nay nước ta mỗi năm sản xuất khoảng 100 tỉ lít bia Bốn nguyên liệu cơ bản quyết định chất lượng bia: + Lúa mạch mọc mầm Hoa Houblon Nấm men\ Nước Quá trình làm bia gồm 2 công đoạn chủ yếu - Nấu malt - Lên men, nhào trộn, ủ chin Sơ đồ quy trình sản xuất bia Nguyên liệu: Malt Hoa Houblon, Nước (70%malt + 30% gạo) Đường hóa (nồng độ đường đạt 110Bx hay 10%) Thanh trùng ở 115 o C trong 30 phút Lên men chính (cấy nấm men) Lên men phụ, ủ chin bia Thành phẩm 3. Nấm men rượu làm nở bột mì Hàng năm trên thế giới sản xuất và tiêu thụ khoảng 1,7 triệu tấn nấm men làm nở bột mì được tiến hành trong điều kiện không khí ở các bình nuôi cấy kiên tục cới một thanh trùng lên men 100m 3 có thể thu được 5 tấn nấm men làm nở bột mì sau 20h Thông gió tốt thì có thể sinh ra 100g sinh khối nấm men + 140,14g CO 2 + 78,12g H 2 O chính các ổ CO 2 sẽ nở ra khi nướng bánh làm cho bánh xốp Giống nấm men làm nở bột mì là S.cerevisiae phải đạt những tiêu chuẩn sau: Dễ khuếch tán vào nước, có đặc tính sinh hóa ổn định và độ bền vững tốt, khả năng sinh sản nhanh, năng suất lên men cao, hàm lượng chất dinh dưỡng dễ hấp thụ cao. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 9 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC 4. Sản xuất sinh khối nấm men, sản xuất protein đơn bào Nấm men có nhiều ueue điểm so với các vi sinh vật khác để tạo sinh khối sinh trưởng và phát triển nhanh, lên men nhanh, tận dụng phế liệu rẻ tiền, có thành phần dinh dưỡng hết sức quý giá đối với con người và vật nuôi. Từ Saccharomyces cerevisiae tái tổ hợp người ta đã chiết được các nhân tố hooc môn sinh trưởng của bò, kháng nguyên Heapatir B, … Để tổng hợp protein từ nấm men có thể sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác nhau, như nguồn cacbon: Rỉ đường, bột ngũ cốc, nước thải của nhà máy, … 5. Sử dụng nấm men trong sản xuất vitamin và enzym Vitamin từ nấm men được sản xuất dưới hai dạng” Dạng thô: như thức ăn cho người và vật nuôi, trong bã lên men Dạng tinh khiết bằng nhiều cách tùy theo công nghệ của từng nước. Ngày nay, nhiều enzym đã sản xuất được từ nấm men bằn g con đường công nghệ sinh học và trở thành hàng hóa bán trên thị trường thế giới. trong các loại enzym được bán trên thị trường thế giới, thì proteaza chiếm 59%; Glucanaza chiếm 28%; Lipaza chiếm 3% và 10% thuộc các enzyme khác nhau 6. Nấm men được dùng trong công nghiệp AND Trong công nghệ AND người ta có thể chuyển một đoạn gen từ tế bào cho sang tế bào nhận. trước khi chuyển người ta có thể dùng kĩ thuật PCR để nhân nhanh các đoạn AND cần chuyển. Tùy thuộc và kích thước và tính chất của vật cho và vật nhận, mục đích của công nghệ mà người ta chọn loại vec tơ có thể Plasmid, phage, cosmide, YAC … Ở S.cerevisiae và nhiệu loại nấm men khác người ta tìm thấy các plasmid, các nhiễm sắc thể nhân tạo YAC 7. Sản xuất các sản phẩm truyền thống: a. Rượu nếp than Sản phẩm rượu của Việt Nam được sản xuất bằng phương pháp thủ công từ nguyên liệu là nếp than. Rượu nếp than không qua chưng cất, điểm đặc biệt là sản phẩm cuối gồm dịch lên men lẫn bã lên men được làm nhuyễn Thành phần của rượu ngoài một lượng đường và rượu nhất định còn có một số chất không có ở rượu chưng cất như vitamin (vitamin B1, B2, B12), amino acid (asparagine, lysine, acid glutamic). Có giá trị dinh dưỡng, giúp tiêu hóa tốt. GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 10 [...]... bản xứ đã sử dụng bánh men Trung Quốc hay bánh men sản xuất trong nước 8 Trong y tế - Cồn khử trùng - Sinh khối nấm men sản xuất dịch truyền GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 12 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC PHẦN III: KẾT LUẬN Như vậy có thể nói rằng lên men rượu ethylic là quá trình lên men phức tạp phân giải đường thành rượu ethylic và CO 2 có sự tham gia của nấm men và một số vi sinh vật...CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC Gạo nếp vo sạch, ngâm 3-4 giờ,để ráo, nấu chín để nguội Bổ sung bánh men tỉ lệ 2-3%, trộn đều và cho vào hũ hay vại Trong lên men rượu nếp than, với độ cồn thấp 7-10%, ethanol dễ dàng bị oxy Vì thế sau khi lên men phải bổ sung một lượng rượu tinh khiết, nâng cao nồng độ rượu, tránh oxy hóa rượu làm giảm chất lượng Sản phẩm cuối cùng có thể ở 2 dạng: Dạng đục: sau khi lên. .. có thể ở 2 dạng: Dạng đục: sau khi lên men đem cả khối lên men xay nhuyễn, bổ sung rượu và ủ Dạng trong: sau khi lên men, xay nhuyễn xác bã, bổ sung rượu Sau đó đem lọc và thu phần dịch trong đem ủ Rượu được ủ nơi có nhiệt độ ổn định và mát ít nhất 6 tháng trước khi sử dụng b Rượu cần Rượu cần là thức uống độc đáo mang đậm bản sắc của người dân tộc miền núi Lên men theo phương pháp cổ truyền không qua... cho rượu Ché làm rượu rửa sạch, tráng nước sôi, phơi khô Gạo, bắp mới giã, nấu vừa chín, để nguội và trộn thêm với trấu Trộn bánh men lá vào hỗn hợp cơm - trấu còn ấm theo tỉ lệ 3 bánh men/ 5kg nguyên liệu bọc lá chuối sạch hoặc cho vào gùi (dưới đáy gùi phải lót sẵn trấu), ủ một đêm gia tăng sinh khối của vi sinh vật trong men GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 11 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC. .. ché, để cơm đã ủ men lên đến cách miệng ché khoảng 10 phân thì ủ một lớp trấu dày Nhồi tro với nước bịt miệng ché rượu Sau khoảng 1 tháng rượu dùng được, có mùi thơm nhẹ, vị ngọt đậm, mùi thơm rượu có sự hài hòa giữa các thành phần acid hữu cơ, cồn, đường và hương thơm Nồng độ cồn trong rượu cần tương đương hay cao hơn 1-2% so với độ cồn của bia Ngày nay, men lá không dễ tìm, chất lượng rượu không ổn... tộc miền núi Lên men theo phương pháp cổ truyền không qua chưng cất, không qua hãm cồn và không sử dụng bã rượu, chỉ sử dụng dịch lên men Rượu có mùi thơm dịu đặc trưng, vị ngọt, không cay, không đắng Trong sản xuất rượu cần, người ta dùng vi sinh tự nhiên từ bánh men lá Nguyên liệu làm bánh men: Gạo và các loại cây lá đặc trưng ở mỗi dân tộc như cây đòng và cây me kà zút (dân tộc K’Ho) hay cây “Bơ... sự tham gia của nấm men và một số vi sinh vật khác trong điều kiện kị khí Đây là quá trình lên men quan trọng và rất phổ biến được con người ứng dụng trong cuộc sống và trong nhiều lĩnh vực nhằm cải thiện cuộc sống gia đình và phát triển kinh tế đất nước Tác nhân không thể thiếu của lên men rượu là các loài nấm men nó được xem như “chiếc máy cày của công nghệ sinh học” được sử dụng để sản xuất protein,... men nó được xem như “chiếc máy cày của công nghệ sinh học” được sử dụng để sản xuất protein, enzim, vitamin, và góp phần không nhỏ trong y học… GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: CÔ TRẦN THANH THỦY trang 13 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình: 1.Cơ sở sinh học vi sinh vật của nguyễn thành đạt 2 vi sinh học của nhà xuất bản giáo dục Trang web: http://www.google.com.vn/ http://www.khoahoc GIÁO VIÊN . CÔ TRẦN THANH THỦY trang 4 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC PHẦN II: NỘI DUNG LÊN MEN RƯỢU ETHYLIC I. CÁC KHÁI NIỆM * Cồn: rượu/ nước ≥ 50% * Rượu : rượu/ nước ≤ 45% * Lên men cổ điển: sản phẩm tạo ra. 12 CHUYÊN ĐỀ: LÊN MEN ETHYLIC PHẦN III: KẾT LUẬN Như vậy có thể nói rằng lên men rượu ethylic là quá trình lên men phức tạp phân giải đường thành rượu ethylic và CO 2 có sự tham gia của nấm men. ứng dụng của quá trình lên men rượu ethylic Vậy thực chất của quá trình lên men rượu là gì? Có những vi sinh vật nào tham gia? Cơ chế của lên men rượu thế nào? lên men rượu được ứng dụng trong