HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG THỐT NỐT TỪ NGUÒN NẤM MEN PHÂN LẬP

Xin cảm ơn các anh, chị ở phòng thí nghiệm, quý thầy cô bộ môn Công nghệ thực phẩm, KhoaNông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng, đặc biệt là anh Nguyễn Phú Cường và chị Nguyễn Thị Mỹ Tuyền đã t

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG

ĐẠI HỌC CÀN THƠ

HÒ NGỌC PHƯƠNG DUY

Ngành: CỞNG NSĨ(ẸTHĨ1C PHẨM

Mã NgầVi h: _ Ọ 8 ^

Luận văn tôt nghiệp

Giáo viên hướng dẫn PGs Ts Nguyễn

Minh Thủy

Cần Thơ-2011

Luận văn đính kèm theo đây, với tên đề tài “ HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU

VANG THỐT NỐT TỪ NGUÒN NẤM MEN PHÂN LẬP ”, do sinh viên Hồ Ngọc Phương

Duy thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua

PGs TS Nguyễn Minh Thủy

Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Chủ tịch hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn này là công trình nghiên cứu của giáo viên hướng dẫn và bản thân Các thông tin

về số liệu, hình ảnh, kết quả đã được trình bày trong luận văn này là trung thực và chưa từngđược công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Tác giả

Hồ Ngọc Phương Duy LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên con xin gửi lời biết ơn chân thành đến ba mẹ và gia đình đã luôn quan tâm và ủng

hộ con về tinh thần lẫn vật chất trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Em in gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGs TS Nguyễn Minh Thủy, cô đã tận tình hướng dẫn vàtruyền đạt nguồn kiến thức sâu rộng của cô đế em có thể hoàn thành tốt luận văn này

Xin cảm ơn các anh, chị ở phòng thí nghiệm, quý thầy cô bộ môn Công nghệ thực phẩm, KhoaNông Nghiệp và Sinh Học ứng Dụng, đặc biệt là anh Nguyễn Phú Cường và chị Nguyễn Thị

Mỹ Tuyền đã tạo điều kiện, giúp đờ và giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong suốt quá trình làm luậnvăn

Tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các anh chị học viên cao học KI6 và các bạn sinh viênCông nghệ thực phấm khóa 33 và 34 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện thínghiệm

Kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe và thành công trong công việc Xin chânthành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực hiện

Hồ Ngọc Phương Duy

TÓM LƯỢC

Với mục tiêu hoàn thiện quy trình sản xuất rượu vang thốt nốt chất lượng cao và ôn định từ nguôn nấm men phân lập ở quy mô pilot, nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở khảo sát (i) thời gian nhân giống nấm men đạt mật sổ yêu cầu (10 8 cfu/ml) ớ các thế tích môi trường nuôi cây khác nhau (300, 400, 500 ml), (ii) thực hiện quá trình lên men và so sánh chất lượng rượu vang thốt not ở các thê tích lên men khác nhau (10 và 50 lừ), (7/7) khả năng làm trong rượu vang thốt not bằng tác động của enzyme pectinase với các nồng độ thay đôi từ 0,02 đên 0,1% (v/v)

và (iv) biến đôi chat ỉưọng rượu vang thốt not tôn trữ ở nhiệt độ phồng (25+30°C).

Kết quả nghiên cứu cho thấy có thê nuôi cấy nam men giong đạt mật sổ yêu cầu đê phục vụ cho quả trình lên men rượu sau 22 giờ (cho tất cả các thê tích dịch nhân giong khác nhau) Khi tăng thê tích dịch lên men ở mức độ lớn hơn (10 và 50 lít), sản phâm rượu vang thốt not vân đảm bảo được chất lưọng yêu cầu theo TCVN 7045:2002 về các chỉ tiêu hóa học (hàm lượng

SỠ 2 , acid, ester, methanol), sản phâm có mùi vị hài hòa VCI duy trì được hương vị đặc trung của nước thốt not Sử dụng enzyme pectinase với nông độ 0,04% (v/v) có thê làm trong rượu vang thốt nốt trong 4 tuần Có sự biến động nhỏ về chất lượng sản phấm rượu vang sau thời gian tồn trữ ở nhiệt độ phòng.

MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM LƯỢC iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH HÌNH vii

DANH SÁCH BẢNG viii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1. TỔNG QUAN 1

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 CÂY THỐT NỐT 2

2.1.1 Phân loại khoa học 2

2.1.2 Đặc điểm thực vật 2

2.1.3 ích lợi của thốt nốt 2

2.1.4 Thu hoạch thốt nốt 3

2.1.4.1 Phương pháp thu hoạch 3

2.1.4.2 Xử lý nước thốt nốt sau thu hoạch 3

2.1.5 Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt 4

2.2 NẤM MEN 4

2.2.1 Phân loại 4

2.2.2 Hình thái và cấu tạo 5

2.2.2.1 Hình thái 5

2.2.3.1 Sinh dưỡng 6

2.2.3.2 Sinh sản 8

2.2.4 Nấm men phân lập từ nước thốt nốt 9

2.2.4.1 Tổng quan 9

2.2.4.2 Nhân giống nấm men 9

2.3 HÓA CHẤT SỬ DỤNG 10

2.3.1 Metabisulfit sodium (Na2S205) 10

2.3.1.1 Giới thiệu 10

2.3.1.2 Khả năng chống hư hỏng nước thốt nốt trong quá trình thu hoạch 11

2.3.2 Sodium bisulfite (NaHS03) 11

2.3.3 Acid citric (C6H807) 11

2.3.4 Enzyme pectinase 12

2.4 RƯỢU VANG 13

2.4.1 Tổng quan 13

2.4.2 Quá trình lên men rượu 13

2.4.2.1 Cơ sở lý luận 13

2.4.2.2 Các giai đoạn lên men 13

2.4.2.3 Các sản phcĩm được tạo thành 14

2.4.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 16

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 18

3.1. PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN cứu 18

3.1.1 Thời gian - địa điểm 18

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ 18

3.1.3 Nguyên vật liệu, hóa chất 18

3.1.4 Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm 18

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 20

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát mật số tế bào nấm men theo thời gian nhân giống cho các mẫu lên men khác nhau 22

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát chất lượng rượu vang ở các thể tích mẫu lên men khác nhau 24

3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng làm trong rượu vang bằng enzyme pectinase 25

3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng tồn trữ sản phẩm rượu vang ở nhiệt độ

thường của môi trường (25- 30°C) 26

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Mật số nấm men theo thời gian nhân giống cho các mẫu lên men khác nhau .27

4.2 Chất lượng rượu vang thốt nốt ở các thể tích lên men khác nhau 30

4.3 Khả năng làm trong rượu vang thốt nốt của enzyme pectinase 33

4.4 Khả năng tồn trữ sản phẩmrượu vang ở nhiệt độ phòng (25- 30°C) 35

CHƯƠNG 5 KÉT LUẬN VÀ ĐẺ NGHỊ 38

5.1 KÉT LUẬN 38

5.2 ĐỀ NGHỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Cây thốt nốt 2

Hình 2.2 Thu hoạch nuớc thốt nốt 3

Hình 2.3 Hình thái tế bào nấm men 5

Hình 2.4 Công thức cấu tạo của metabisulfit sodium 10

Hình 2.5 Công thức cấu tạo của NaHS03 11

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của acid citric 11

Hình 3.1 Các thiết bị sử dụng trong trong thí nghiệm 19

Hình 3.2 Hệ thống bồn lên men sử dụng trong nghiên cứu 20

Hình 3.3.Quy trình chế biến rượu vang thốt nốt tống quát 21

Hình 3.4 Nguyên liệu nuớc thốt nốt 21

Hình 3.5 Buồng đếm hồng cầu 22

Hình 4.1 Đồ thị biếu diễn mật số nấm men (log cfii/ml) theo thời gian nuôi cấy 28

Hình 4.2 Quá trình sinh truởng và phát triến của nấm men 28

Hình 4.3 Tế bào nấm men Saccharomyces dòng SM2 phân lập từ nuớc thốt nốt 29

Hình 4.4 Cơ chế hình thành methanol trong ruợu vang 30

Hình 4.5 Biểu đồ theo dõi nhiệt độ lên men 33Hình 4.6 Độ trong của các mẫu ruợu xử lý enzyme pectinase ở tuần 4 34

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt 4Bảng 2.2 Thành phần hoá học của nấm men 7Bảng 3.1 Phuơng pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học 25Bảng 4.1 Mật số nấm men (cfu/ml) theo thời gian nhân giống ở các thế tích môi truờng nuôicấy khác nhau 27Bảng 4.2 Các chỉ tiêu chất luợng của ruợu vang thốt nốt ở các thể tích lên men khác nhau 30Bảng 4.3 Độ truyền quang của ruợu vang đuợc làm trong với các nồng độ enzyme pectinasekhác nhau theo thời gian 34Bảng 4.4 Kết quả thống kê các chỉ tiêu hoá học trong ruợu vang thốt nốt tồn trữ ở nhiệt độthuờng (25-ỉ-30°C) 36

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

An Giang là một miền đất đầy tiềm năng phát triến về kinh tế Ngoài những thắng cảnh, những di tíchlịch sử thu hút du lịch mạnh mẽ, An Giang còn là nơi phát triển trù phú của thốt nốt, loài cây đặc sảnmang nhiều giá trị hữu ích

Cây thốt nốt ở An Giang không những dề trồng, cho sản lượng nhiều mà còn là loại cây có tiềm năngkinh tế rất cao vì từ thốt nốt có thế chế biến được nhiều loại sản phâm khác nhau như nước giải khát,đường, bánh bò, giỏ xách Tuy nhiên, vì nhiều nguyên nhân, chất lượng các loại sản phẩm thực phấm

từ thốt nốt chưa đáp ứng yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm Vì vậy, nghiên cứu chế biến đa dạnghóa sản phẩm từ thốt nốt đồng thời đảm bảo yêu cầu về dinh dưỡng, an toàn vệ sinh thực phẩm là rấtcần thiết

Rượu vang có công nghệ sản xuất từ rất lâu đời Vang được xem là loại đồ uống tự nhiên có lợi chosức khỏe vì thực chất đây là dạng nước trái cây lên men Trong quá trình lên men rượu vang có thể sửdụng nguồn nấm men tự nhiên hiện diện trong nguyên liệu hoặc sử dụng nguồn nấm men thuần (đượcphân lập và tuyến chọn) Việc sử dụng nguồn nấm men thuần được phân lập từ chính môi trường lênmen rượu vang có thể giúp ta kiểm soát được quá trình lên men và chất lượng sản phẩm

Vì vậy, việc nghiên cứu chế biến rượu vang thốt nốt tò nguồn nấm men phân lập là hướng đi cần thiết.Song song đó, dựa trên kết quả nhận được từ những nghiên cứu ở quy mô thí nghiệm, tiếp tục hoànthiện quy trình sản xuất ở quy mô pilot (quy mô thực nghiệm) sẽ giúp cho dự án phát triển một sảnphẩm mới có nhiều giá trị dinh dường và tăng giá trị kinh tế cho vùng Thất Sơn, An Giang

Hoàn chỉnh quy trình lên men rượu vang thốt nốt có chất lượng ốn định ở quv mô pilot

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 CÂY THÓT NÓT

2.1.1 Phân loại khoa học

Giới (regnum): Plantae

Ngành (divisio): Angiospermae

Lớp (class) Monocots

Bỏ (ordo): Arecaỉes

Ho (familia): Arecaceae

Chi (genus): Borassus L

Loài (species): flabellifer

Tên hai phần: Borassus flabellifer

Thốt nốt (hình 2.1) có danh pháp khoa học là Borassus flabellifer L, thuộc họ cau - thốt nốt châu Á

(miền nam châu Á) còn gọi đơn giản là thốt nốt (Án Độ, Sri Lanka, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam,Malaysia, New Guinea) Đây là loài cây biểu tượng không chính thức của Campuchia Tại Việt Nam,thốt nốt mọc và được trồng ở các tinh Nam Bộ, nhiều nhất ở 2 huyện Tịnh Biên và Tri Tôn của tỉnh

An Giang

2.1.2 Đặc điểm thực vật

Thốt nốt có thân cau thẳng đứng, có the cao tới 30 m Lá dài, hình chân vịt, dài

2- h3iĩi Các lá chét dài 0,6-rl,2 m Cuống lá mở rộng Hoa nhỏ, mọc thành cụm dày đặc, thuộcloại đơn tính khác gốc Hoa đực nhỏ, có 3 lá đài, 3 cánh rời xếp lợp, 6 nhị ngắn, bao phấn 2 ô Quả lớnmàu nâu hoặc nâu hạt dẻ hình dạng hơi tròn với 3 hạch, hạt thuôn chia 3 chùy ở đỉnh

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

Từ cây này người ta cũng tạo ra nhiều loại thực phẩm Cây non đượcđem nấu như

là một loại rau hoặc nghiền, giã hay nướng để làm thức ăn Quả ăn dưới

dạng tươihay nướng, người ta còn ăn cả các hạt non tựa như thạch Dịch ngọt có thể thu được từ các bông monon (hoa đực lẫn hoa cái) Nó được dùng lên men để làm một loại đồ uống, gọi là rượu arac, hoặc

đường thốt nốt Ngoài ra, nhựa từ thân cây cũng được dùng làm “một loại thuốc

nhuận tràng” Các giá trị y học cũng đã được quy cho các phần khác của cây (http://vi.wikipedia.org).Theo thống kê của ngành công nghiệp An Giang, mồi năm rừng thốt nốt ở An Giang cung cấp khoảng5.600 tấn đường, trị giá khoảng 56 tỉ đồng Nếu hạ rừng thốt nốt đang cho thu hoạch đế bán gỗ thì chỉthu được 24 tỉ đồng (http://vietbao.vn)

2.1.4 Thu hoạch thốt nốt

2.1.4.1 Phương pháp thu hoạch

Thốt nốt là loài cây lâu năm và chỉ bắt đầu thu hoạch được sau khi

trồng tối thiếu 15-3-20 năm Muốn lấy được nước thốt nốt người ta

phải dùng từ 2-Ỉ-3 cây tre gai đực nối nhau và buộc cặp vào thân

thốt nốt làm điểm tựa để leo lên ngọn cây Dụng cụ chứa nước thốt

nốt có thể là ống tre hay ống nhựa Hình 2.2 cho ta thấy một công

Mỗi cây thốt nốt có thể cho từ 10-s-l 5 lít nước/ngày Năng - - •'

suất của những cây cái lớn hơn các cây đực; mồi cây cho từ 370

đến 400 lít trong một mùa, tương đương khoảng 60 kg đường và nước thốt nốt giàu saccharose, daođộng từ 8,24 đến 19,9% (Giffard, 1967) Một gia đình lấy nước trung bình 20 cây

và nguồn lợi thu được hàng năm từ 1000 đến 1200 kg đường thốt nốt

2.1.4.2 Xử lý nước thốt nốt sau thu hoạch

Sau thu hoạch, trong điều kiện bảo quản ở nhiệt độ thường, nước thốt nốt sê nhanh chóng hư hỏng doquá trình lên men Nguyên liệu lên men trước khi chế biến sẽ làm giảm giá trị dinh dưỡng và chấtlượng sản phẩm

Hiện nay, nước thốt sau thu hoạch thường được người dân xử lý bằng 2 biện pháp là thêm gỗ sến vàhóa chất Nước sau khi thu hoạch chủ yếu để nấu đường nếu được xử lý bàng hóa chất, nhưng liềulượng sử dụng đó không thể xác định được, nếu lấy nước đã xử lý theo cách của họ dùng chế biếnrượu có the ảnh hưởng chất lượng sản phẩm Do vậy, nước thốt nốt sau thu hoạch được xử lý bằng

metabisulĩit sodium với hàm lượng 1,3^1,4 g/1 (Nguyễn Minh Thủy VCI cộng sự, 2001).

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

2.1.5 Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt

Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt được thế hiện ở bảng 2.1 Bảng 2.1:

Thành phần dinh dưỡng của nước thốt nốt

Theo Nguyễn Minh Thủy và cộng sự (2001), cây thốt nốt trồng lâu năm thường cho nước có độ ngọt

cao hơn cây có thời gian sinh trưởng ít (cây mới), độ ngọt của chúng dao động trong khoảng 11 đến14°Brix, mẫu thu hoạch trong mùa nắng độ ngọt có thế tăng lên đến 15 hoặc 16°Brix Tuy nhiên, giátrị này thường dao động và không cố định, ngay cả trên cùng một cây hoặc các cây thốt nốt khác nhau

2.2 NẤM MEN

2.2.1 Phân loại

Thuật ngữ nấm men là tên chung đế chỉ nhóm vi nấm có cấu tạo đơn bào và thường sinh sôi nảy nởbằng phương pháp nấy chồi Nấm men không thuộc về một taxon phân loại nào nhất định, chúng cóthể thuộc ngành nấm túi hoặc ngành nấm đảm

Nấm men là nhóm cơ thể đơn bào hoặc tập hợp đơn bào, nhân chuẩn, hiển vi Nấm men có thể thuộc

về 2 lớp nấm: nấm túi và nấm bất toàn (nhóm nấm không tạo thành bào tử - lớp nấm không hoàn

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

Một số giống Saccharomyces thường gặp trong sản xuất rượu: Saccharomyces vini, Saccharomyces

cerevisỉae, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces chevalieri, Saccharomyces oviformis (Lương Đức Phâm, 1998).

2.2.2 Hình thái và cấu tạo

2.2.2.1 Hình thái

Nấm men có nhiều hình dạng khác nhau, hình dạng và kích thước tế bào nấm men thay đối phụ thuộctùy thuộc vào loài nấm men, ngoài ra cũng một phần phụ thuộc vào điều kiện nuôi cấy (Nguyễn ĐứcLượng, 2006) Nấm men thường có dạng hình trứng, hình bầu dục, hình tròn Một số loài nấm men

có tế bào hình dài nối với nhau thành những sợi dài gọi là khuấn ty (mycelium) hay khuấn ty giả Hiện tượng này thường thấy ớ các loài Endomyces, Endomycopsis, Candida, Trichoporon Một số hình thái

của nấm men được trình bày ở hình 2.3

Hình 2.3 Hình thái tế bào nấm men (Nguồn: vietsciences.free.fr)

Te bào nấm men thường có kích thước lớn gấp từ 5-Ỉ-10 lần tế bào vi khuẩn Kích thước trung bìnhcủa tế bào nấm men như sau:

- Chiều dài từ 9-5-10 I^m

- Chiều rộng từ 2h-7 I^m 2.2.22

Cẩu tạo

Quan sát dưới kính hiến vi điện tử, cấu tạo tế bào nấm men có thế phân biệt các thành phần như sau:màng tế bào, nguyên sinh chất, nhân (Nguyễn Công Hà, 2000)

Mcing tế bào: là một thành mỏng, trong suốt có tính đàn hồi, có nhiệm vụ bảo vệ tế bào tránh những

tác động bên ngoài đồng thời điều chinh áp suất thấm thấu giữa bên trong và bên ngoài tế bào.(c) Te bào hình bầu dục (d) Te bào hình sợi

(b) Te bào hình elip

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

Màng có cấu tạo từ polysaccharide Ngoài ra, vở tế bào còn chứa một lượng nhỏ chất béo, protit,khoáng và chitin Ở lớp màng này có 2 vùng mang tính thẩm thấu chọn lọc đối với các chất khácnhau, trên màng có nhiều lỗ nhở đường kính đến 3,6 nm, nước và các chất dinh dưỡng vào tế bàobằng con đường này

Nguyên sinh chất: nguyên sinh chất của tế bào hay cytoplasm còn có tên chung là protoplasm.

Protoplasm của nhân tế bào còn có tên riêng là nucleoplasm, còn ở ngoài nhân thì gọi là cytoplasm

Cytoplasm: là một hệ thống keo, độ nhớt của nó phụ thuộc vào thời kì sinh trưởng và các yếu tố sinh

lý Tế bào còn trẻ thì độ nhớt thấp hơn tế bào già, bảo đảm cho việc trao đối chất tốt hơn

Nhâm bên ngoài nhân có lớp màng nhân, bên trong chứa nucleoplasm trong suốt và những sợi chỉ nhỏ

dài gọi là cromosome Cromosome có cấu tạo từ protit và acid deoxyribonucleic Trong cromosomecòn có chứa các enzyme và acid ribonucleic Cromosome thực hiện chức năng di truyền, kiếm soát sựphân hóa tế bào và tống họp protit Nhân có dạng hình tròn đường kính 1 đến 2 micromet, ngăn cáchvới cytoplasm bởi 2 lớp màng, chúng thông với nhau bởi các lỗ có đường kính 3 đến 100 nm Qua đónucleoplasm và cytoplasm có sự liên hệ với nhau

2.2.3 Sinh duống và sinh sản

2.2.3.1 Sinh dưỡng

cg Thành phần hóa học của tế bào nấm men (bảng 2.2) thay đối khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:

- Nước: 75 - 85%

- Chất khô: 15 - 25% Trong đó chất khoáng chiếm 2 - 14% hàm lượng chất khô

Báng 2.2: Thành phần hóa học của nấm men

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

(Nguồn: Nguyên Đức Lượng, 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: C6HỊ 206 + 602 - ► 6CO2 + 6H20 + 674 cal

Hô hấp kị khí: C6H1206 -> 2CH3CH2OH + 2C02 + 33 cal

- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy haydịch

- Dinh dưỡng Nitơ: Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thểphân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc

vô cơ Dạng hừu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê Đạm vô cơ là các muối amon khửnitrat, Sulfat

- Vitamin và chất khoáng: Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấmmen

+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của sản phẩmtrung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn

+ Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một so 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 sựlên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic

+ Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê

C5g Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men sẽ tăngnhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều

2.2.3.2 Sinh sản

Nảy chồi là cách sinh sản vô tính điến hình của nấm men Khi đó thành tế bào mở ra đế tạo ra mộtchồi (bud) Chồi phát triển thành tế bào con và có thể tách khỏi tế bào mẹ từ khi còn nhỏ hoặc có thểkhông tách ra ngay cả khi lớn bằng tế bào mẹ Nhiều khi nhiều thế hệ vẫn dính vào một tế bào đầutiên nấy chồi và tạo thành một cành nhiều nhánh tế bào Chồi có thể mọc ra theo bất kỳ hướng nào(nảy chồi đa cực) hoặc nảy chồi ở hai cực hoặc chỉ nảy chồi ở một cực nhất định (nảy chồi một cực).Nấm men còn có hình thức trực phân như vi khuẩn Điển hình cho kiểu phân cắt này là các nấm men

thuộc chi Schizosaccharomyces ơ một số nấm men thuộc ngành nấm đảm, có thế sinh ra dạng bào tử

có cuống nhỏ hoặc bào tử bắn Bào tử có cuống nhỏ thường gặp ớ các chi nấm men Fellomyces,

Kockovaellci và Sterigmatomyces, khi đó chồi sinh ra trên một nhánh nhỏ và tách ra khi nhánh bị gẫy.

Bào tử bắn được sinh ra trên một gai nhọn của tế bào nấm men và bị bắn ra phía đối diện khi thànhthục Một số nấm men còn có một hình thức sinh sản vô tính nừa, đó là việc hình thành các bào tử đốt

Khi đó sẽ hình thành các vách ngăn ở đầu các nấm men dạng sợi, sau đó tách ra thành các bào tử đốt.

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

Nấm men còn có thể tạo thành dạng tản dưới dạng khuẩn ty (sợi nấm) hay khuẩn ty giả (giả sợi nấm).Dạng sinh sản hữu tính ở nấm men là dạng các bào tử túi sinh ra từ các túi Có thể xảy ra sự tiếp hợpgiữa hai tế bào tách rời hoặc giữa tế bào mẹ và chồi Còn có cả sự biến nạp trực tiếp trong 1 tế bàosinh dường, nó biến thành túi không qua tiếp họp Thường trong mồi túi có 4 hay đôi khi có 8 bào tửtúi Be mặt bào tử túi có thể nhằn nhụi, xù xì hoặc có gai Bào tử màng dày (bào tử áo) là dạng bào

tử bảo vệ, không phải là hình thức sinh sản Một số nấm men còn có thể sinh vở nhày

2.2.4 Nấm men phân lập từ nước thốt nốt

2.2.4.1 Tông quan

Sử dụng nấm men thuần trong quá trình lên men rượu có thế nâng cao chất lượng rượu vang sản xuất

ra Quá trình lên men khi đó ốn định hơn, có thể lên men kiệt đường, nâng cao hiệu suất sinh rượu,giảm thời gian lên men, vang có vị thơm ngon đặc trưng, lắng trong nhanh nên chất lượng vang ốnđịnh hơn (Vũ Đức Lưu, 2002)

Theo Nguyễn Minh Thủy và cộng sự (2010), nấm men Saccharomyces dòng SM2 được tuyển chọn từ

21 dòng nấm men phân lập từ nước thốt nốt đã thế hiện hoạt lực lên men rượu tốt nhất, với các ưuđiếm vượt trội như thời gian kết thúc chiều cao cột khí CƠ2 sớm nhất (2 giờ), hàm lượng ethanol caonhất (13,5% v/v) và hàm lượng đường sót thấp nhất

2.2A.2 Nhân giong nấm men

Chủng nấm men thuần khiết sau khi phân lập cần được bảo quản và nhân giống đế phục vụ cho quytrình sản xuất rượu

Môi trường nuôi cấy là các cơ chất dinh dưỡng được pha chế nhân tạo nhằm đáp ứng cho yêu cầu sinhtrưởng, phát triến và sản sinh các sản phấm trao đối chất của vi sinh vật Môi trường dinh dưỡng dùngtrong nghiên cứu vi sinh vật và trong quá trình sản xuất các sản phấm của vi sinh vật Môi trường dinhdưỡng là yếu tố quan trọng trong công nghiệp lên men, công nghiệp sinh tông hợp nhờ vi sinh vật

ỈO Nguyên tắc của việc chế tạo môi trường nuôi cấy

- Dựa trên cơ sở nhu cầu về các chất dinh dưỡng và khả năng đồng hoá các chất dinh dường của nấmmen

- Đe đảm bảo sự cân bằng về áp suất thâm thấu giữa môi trường và tế bào nấm men nên cần điềuchỉnh tỷ lệ và nồng độ các chất trong thành phần môi trường

- Đảm bảo các điều kiện hoá lý cần thiết cho các hoạt động trao đổi chất của nấm men

ỈO Các bước chế tạo môi trường dinh dưỡng

- Pha chế: Cân, đong khoai tây và hóa chất theo tỉ lệ chính xác, nấu lấy dịch chiết khoai tây, hòa tanhóa chất vào môi trường dịch chiết khoai tây

- Điều chỉnh độ pH của môi trường: Dùng acid citric chỉnh pH môi trường đến điểm pH tối ưu chohoạt động sống của nấm men (pH 4,5) Muốn kiếm tra độ pH của môi trường ta dùng máy đo pH (pH-metre)

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

- Tiệt trùng môi trường nuôi cấy ở 12PC trong 20 phút, làm nguội nhanh rồi tiến hành cấy truyềngiống được bảo quản trong ống thạch nghiêng vào môi trường

ỈO Phương pháp cấy truyền

- Dùng que cấy và khử trùng trên ngọn đèn cồn cho đến khi nóng đỏ dây cấy

- Hơ nóng đế khử trùng không khí ở miệng ống giống và bình môi trường nuôi cấy

- Đợi khi que cấy vừa nguội, khéo léo đưa que cấy tiếp xúc với khuấn lạc trong ống giống

- Rút que cấy ra, không đế que cấy chạm vào thành ống nghiệm và đưa ống vào môi trường để thựchiện các thao tác cấy truyền

- Dùng pipet đế hút dịch môi trường khi cấy truyền từ môi trường nuôi cấy lỏng

- Khử trùng lại phần không khí nơi miệng 2 ống nghiệm rồi đậy nút bông Khử trùng lại que cấy saukhi đã sử dụng xong

Nấm men được nuôi cấy ở điều kiện nhiệt độ thường và thoáng khí đến khi đạt mật số cần thiết thìtiến hành bố sung vào bồn lên men

Hình 2.4 Công thức cấu tạo của metabisulfît sodium

Nhờ khả năng hòa tan dễ dàng trong nước và tạo ra S02 có khả năng kháng khuẩn bằng cách ngănchặn một vài hoạt động của enzyme hay các con đường chuyển hóa (nhưng chưa được xác định rõ)

Do vậy, metabisulfite sodium được ứng dụng rộng rãi như là chất bảo quản cho nhiều loại sản phẩm.Đối với những người nhạy cảm với sulfite, metabisulfit sodium có thế gây ra những phản ứng dị ứngnhư nối mề đay hay các rối loạn hô hấp, đặc biệt là những người bị

2 Na

Ngành Công nghệ thực phàm - Khoa Nông nghiệp & Sinh học ímg dụng viii

hen suyễn (Belchi và cộng sự, 1993; Bellido và cộng sự,

1996 trích dẫn bởi Multon, 2002).

Metabisulfit sodium có hoạt tính trên vi khuẩn và nấm mốc và tác dụng kém đối với nấm men (Ough

et al, 1988 trích dẫn bởi Multon, 2002) Chất này được áp dụng trong các đồ uống có cồn hoặc không

cồn, các sản phẩm trái cây, ngũ cốc hoặc mật ong, mà còn ở giấm hoặc mù tạt, siro và các sản phấm

có đường khác

2.3.1.2 Khả năng chống hư hỏng nước thốt nốt trong quá trình thu hoạch

Nước thốt nốt trong quá trình thu hoạch rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật, vì vậy cần phải sử dụngmetabisulfit sodium đế chống lại sự hư hỏng trong thời gian này Nhung nếu sử dụng metabisulfitsodium với hàm lượng quá thấp, sự hư hỏng vẫn có thể tiếp tục xảy ra Theo nghiên cứu của NguyễnMinh Thủy và cộng sự (2001) nước thốt nốt có the được xử lý bằng metabisulfit sodium với hàmlượng khoảng 130CH-1400 mg/1 trong giai đoạn thu hoạch trên cây nhằm giảm hiện tượng lên mennước, duy trì chất lượng thốt nốt trong quá trình thu hoạch

Khi sử dụng metabisulfite sodium đế xử lý nước thốt nốt trong thời điểm thu hoạch, điều có lợi là hợpchất này có tác dụng bảo quản rất tốt, màu sắc lẫn hương vị tự nhiên của nước thốt nốt vẫn được giữnguyên

2.3.2 Sodium bisulfite (NaHS03)

Sodium bisulfite là một phụ gia thực phâm với mã so E222 Trong quá trình lên men có nhiều vi sinhvật lạ lên men sinh ra nhiều acid hữu cơ và các hợp chất khác, do đó việc sử dụng NaHSC>3 (hình2.5) đế sát khuẩn trước khi lên men là cần thiết, với hàm lượng cho phép nhỏ hơn 450 ppm (JimSmith, 1991)

Công thức cấu tạo của acid citric được thể hiện ở hình 2.6

H

Ö Ö

H