Nghiên cứu sự đa dạng của nấm men có khả năng lên men rượu vang nho

... tài Nghiên cứu đa dạng nấm men có khả lên men rƣợu vang nho Cabernet sauvignon, từ áp dụng vào sản xuất để tạo loại vang có chất lƣợng cao Nội dung đề tài 3.1 Phân lập chủng nấm men có khả lên men. .. thời để thƣơng hiệu vang Việt Nam có chỗ đứng thị trƣờng nƣớc nhƣ tiến tới xuất khẩu, định tiến hành đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu đa dạng nấm men có khả lên men rượu vang nho Cabernet sauvignon”... LUẬN 21 3.1 Phân lập chủng nấm nem có khả lên men rƣợu vang từ dịch nho Cabernet sauvignon 21 3.2 Tuyển chọn chủng nấm men có khả lên men rƣợu vang từ nho Cabernet sauvignon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN

VĂN THỊ OANH

NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG CỦA NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN

RƯỢU VANG NHO

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh vật học

HÀ NỘI, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH - KTNN

VĂN THỊ OANH

NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG CỦA NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN

RƯỢU VANG NHO

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh vật học

Người hướng dẫn khoa học PGS TS ĐINH THỊ KIM NHUNG

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm Vi sinh vật, khoa Sinh – KTNN trường ĐHSP Hà Nội 2, tôi đã nhận được những lời chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo, các anh chị em và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin bày

tỏ lòng biết ơn tới:

Các thầy cô giáo trong Ban chủ nhiệm khoa cùng các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Vi sinh vật, khoa Sinh – KTNN , cán bộ phòng thí nghiêm và các bạn cùng làm việc

Đặc biệt cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ cho tôi tận tình để tôi có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu của mình

Hà Nội, tháng 05 năm 2015

Sinh viên

Văn Thị Oanh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu sự đa dạng của nấm men có khả

năng lên men rượu vang nho”, là do tôi thực hiện, không trùng với đề tài nào

khác và không sao chép lại của ai

Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiêm

Hà Nội, tháng 05 năm 2015

Sinh viên

Văn Thị Oanh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Nội dung của đề tài 2

4 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tàì 2

4.1 Ý nghĩa lý luận 2

4.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

5 Điểm mới của đề tài 3

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Khái quát chung về lên men rượu vang 4

1.1.1 Nguyên liệu sản xuất rượu vang 4

1.1.2 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của rượu vang 5

1.1.3 Phân loại vang 6

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 7

1.1.5 Bệnh vang 8

1.2 Tình hình sản xuất vang nho trong nước và trên thế giới 9

1.2.1 Tại Việt Nam 9

1.2.2 Trên thế giới 10

1.3 Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men vang 11

1.3.1 Nấm men 11

1.3.1.1 Sơ lược về nấm men 11

1.3.1.2 Hình thái và cấu trúc của tế bào nấm men 11

1.3.1.3 Sinh sản của tế bào nấm men 12

1.3.2 Nấm mốc 13

1.3.3 Vi khuẩn lactic 13

1.3.4 VSV làm hỏng vang 13

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men 14

CHƯƠNG 2.NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2 Trang thiết bị và hóa chất 16

2.2.1 Trang thiết bị 16

2.2.2 Hóa chất 16

2.3 Các loại môi trường 17

2.3.1 Môi trường Hansen (g/l) 17

2.3.2 Môi trường nhân giống (g/l) 17

2.3.3 Môi trường lên men (g/l) 18

2.4 Phương pháp nghiên cứu 18

2.4.1 Phương pháp phân lập trên hộp petri 18

2.4.2 Phương pháp hoạt hóa giống 18

2.4.3 Phương pháp xác định hoạt lực lực lên men của nấm men 19

2.4.4 Phương pháp quan sát hình dạng tế bào trên kính hiển vi 19

2.4.5 Phương pháp đếm SLTB bằng buồng đếm Goriaev 19

2.4.6 Phương pháp xác định khả năng kết lắng 20

2.4.7 Phương pháp cảm quan 20

2.4.8 Phương pháp xử lý kết quả bằng thống kê toán học 20

2.5 Địa điểm thực hiện đề tài 20

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21

3.1 Phân lập chủng nấm nem có khả năng lên men rượu vang từ dịch nho Cabernet sauvignon 21

3.2 Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men rượu vang từ nho Cabernet sauvignon 23

3.2.1 Xác định hoạt lực lên men của các mẫu nấm men 23

3.2.2 Khả năng lên men đường 24

3.2.3 Khả năng kết lắng 25

3.2.4 Khả năng tạo hương thơm và độ trong của sản phẩm 26

3.2.5 Xác định tên khoa học của chủng nấm men nghiên cứu 26

3.3 Đánh giá sự đa dạng của nấm men dựa vào khả năng sử dụng các nguồn dinh dưỡng và điều kiên nuôi cấy 27

3.3.1 Khả năng sử dụng nguồn cacbon khác nhau 27

3.3.1.1 Khả năng sử dụng đa dạng các loại đường 27

3.3.1.2 Khả năng lên men ở các hàm lượng đường khác nhau 29

3.3.2 Ngiên cứu sự đa dạng dựa vào khả năng sử dụng các nguồn nitơ khác nhau 31

3.3.2.1 Sự đa dạng từ việc sử dụng các nguồn nitơ vô cơ 31

3.3.2.1 Ảnh hưởng của (NH4)2SO4 ở các hàm lượng khác nhau tới quá trình lên men 32

3.3.3 Nghiên cứu khả năng lên men ở các độ pH khác nhau đến quá

trình lên men 34

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36

1 Kết luận 36

2 Kiến nghị 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loại quả 5Bảng 3.2 Đặc điểm hình thái và kích thước của nấm men trong các mẫu phân

lập 22Bảng 3.3 Hoạt lực lên men của các chủng nấm nem sau 72h 24Bảng 3.4 Khả năng lên men của các chủng nấm men ở các loại đường khác

nhau 25Bảng 3.5 Khả năng kết lắng của ba chủng nấm men 25Bảng 3.6 Khả năng sử dụng đa dạng các loại đường trong dịch lên men của 3

chủng nấm men T1, T4 và T11 28

Bảng 3.7 Khả năng lên men của chủng S.cerevisiae T1, T4 và T11 trên môi

trường có hàm lượng đường ở các mức khác nhau 30Bảng 3.8 Sự đa dạng từ việc sử dụng các nguồn nitơ vô cơ của các chủng

nấm men 31Bảng 3.9 Ảnh hưởng của (NH4)2SO4 ở các hàm lượng khác nhau tới quá trình

lên men 33Bảng 3.10 Khả năng lên men ở các độ pH khác nhau 34

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sự đa dạng của tế bào nấm men 13Hình 3.1 Chủng nấm men phân lập được trên môi trường thạch đĩa 21Hình 3.2 Cấy truyền chủng nấm men T1, T4, T5, T9, T11 trên môi trường thạch

nghiêng 23Hình 3.3.Tế bào nấm men trên kính hiển vi quang học 26

có độ phóng đại 1000 lần 26

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Từ xa xưa, con người đã biết cách tạo ra rượu và sử dụng rượu mặc dù chưa hiểu rõ bản chất về quá trình này Rượu trở thành một thứ đồ uống phổ biến và được ưa chuộng trên toàn thế giới Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men trục tiếp từ dịch ép trái cây mà không cần qua quá trình chưng cất, 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 người ta đã biết làm rượu vang từ 3000 năm trước công nguyên Hàng năm trên thế giới sản xuất khoảng 18 tỷ lít rượu vang trong đó

có 1/3 của Pháp và Angeri

Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới bắt đầu từ những năm 80 của thế

kỉ 20 với sự xuất hiện của vang mang nhãn hiệu “Thăng Long” trên thị trường nội địa Những năm sau đó dần xuất hiện các sản phẩm mới như vang Đà Lạt, vang Vina wine, vang Tháp Chàm… Sản phẩm rượu vang vẫn chưa được quan tâm nhiều, quy 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 Hơn nữa vang của Việt Nam còn được làm từ nhiều loại quả như: nho, dâu, táo mèo,vải, dứa… nên chất lượng chưa có tiêu chuẩn rõ ràng 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 Việt Nam vùng trồng nho cho năng suất và chất lượng cao để sản xuất rượu vang

tập trung ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận [12], [13]

Mặt khác nho Cabernet sauvignon là một trong những loại nho đỏ để

làm rượu nổi tiếng nhất thế giới Nó phát xuất từ Bordelais thuộc vùng làm

rượu nho Bordeaux, và từ đó được trồng lan tràn khắp mọi nơi trên thế giới để sản suất rượu vang đỏ

Với mong muốn tạo ra một sản phẩm ổn định, đạt chất lượng cao đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng và đồng thời để thương hiệu vang của Việt Nam có chỗ đứng tại thị trường trong nước cũng như tiến tới xuất khẩu, tôi

quyết định tiến hành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu sự đa dạng của nấm men

có khả năng lên men rượu vang nho Cabernet sauvignon”

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu sự đa dạng của nấm men có khả năng lên men rượu vang

nho Cabernet sauvignon, từ đó áp dụng vào sản xuất để tạo ra một loại vang

mới có chất lượng cao

3 Nội dung của đề tài

3.1 Phân lập các chủng nấm men có khả năng lên men rượu vang từ nho

Nghiên cứu được sự đa dạng của các chủng nấm men phân lập từ dịch

nho Cabernet sauvignon Kết quả nghiên cứu này là giữ liệu góp phần bổ

sung cho các nghiên cứu và ứng dụng của nấm men trong đời sống

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước nhằm sản suất một loại vang phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng, phát triển ngành công nghiệp sản xuất rượu vang, đem lại giá trị kinh tế

5 Điểm mới của đề tài

Đề tài là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu về mức độ đa dạng của nấm men dựa vào khả năng sử dụng nguồn dinh dƣỡng và điều kiện nuôi

cấy trong lên men rƣợu vang nho Cabernet sauvignon là một trong những

giống nho nổi tiếng đƣợc sử dụng làm rƣợu vang

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát chung về lên men rượu vang

Lên men là một quá trình trao đổi chất phức tạp, có sự tham gia của nấm men hoặc một số sinh vật khác, dưới tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học Trong quá trình lên men rượu, đường được biến đổi thành rượu etylic và CO2 Quá trình lên men kèm theo sự hình thành các sản phẩm phụ đồng thời giải phóng ra năng lượng

1.1.1 Nguyên liệu sản xuất rượu vang

Từ lâu người ta chỉ chú trọng tới nho để sản xuất rượu vang vì:

Nho cho chất lượng tốt nhất, hương vị đậm đà, vị ngọt, nóng của cồn cân đối với vị chua chát của axit

Thành phần của nước nho thích hợp cho việc lên men

Thành phần hóa học của quả, điều kiện chăm sóc, khí hậu… có ảnh hưởng lớn đến chất lượng rượu vang

Thành phần hóa học của một số loại quả được dẫn ra ở bảng 1 [ 8]

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loại quả

Tên quả Thành phần hóa học cơ bản (%)

1.1.2 Thành phần và giá trị dinh dưỡng của rượu vang

Các thành tố cơ bản của một rượu vang đã hoàn thành là nước và alcohol, một số thành tố khác có hàm lượng rất nhỏ, nhưng là tác nhân về chất lượng

và đặc điểm của rượu

Đường (62 – 132 g/l): là nguyên liệu để tạo nên các loại rượu trong quá

trình lên men vang Trong dịch quả chín chủ yếu là các loại đường fructozo, glucozo và một ít glactozo ngoài ra còn có cả đường saccarozo

Cồn ethanol: là 1 trong những thành phần quan trọng của rượu Cồn

ethanol do lên men tự nhiên từ dịch trái cây nên nó là thứ cồn tinh khiết không lẫn andehit và este Độ cồn của rượu vang từ 100 – 120

Các axit vô cơ, axit hữu cơ: Axit malic, axit citric, axit oxalic… Rượu

vang là loại đồ uống có độ chua cao Hàm lượng axit tổng số từ 4 – 7g/l Độ

pH của vang từ 3 – 4

Trong vang chứa hàm lượng phong phú các muối với hàm lượng thấp đó

Rượu vang giàu các vitamin và axit amin: Có vai trò vói sự sinh trưởng

và phát triển của nấm men, đồng thời làm cho vang có vị đặc trưng: valin, lizin, treonin…

Các chất tạo màu (0.01 đến 0.5%): các phức chất phenol tạo màu cho

rượu và những khác biệt trong hương vị giữa các vang đỏ và vang trắng Vỏ trái nho chứa các phenol đa phân tử, dưới dạng các anthocyanin và tannin, mà các sắc tố của chúng cấp màu cho vang đỏ Các vang trắng có được một chút màu từ vỏ trái nho, từ gỗ trong quá trình trữ [11]

1.1.3 Phân loại vang

Người ta tiến hành phân loại vang theo nhiều cách như màu sắc, hàm lượng đường, hàm lượng axit, tiêu chí của chất có ga, tiêu chí tuổi thọ,… xu hướng chung thì chia vang thành hai nhóm là vang có ga và vang không ga

Theo tiêu chí lượng đường tự nhiên:

Vang khô (Vin Sec): chứa dưới 2g đường/lít rượu

Vang bán khô (Demi – Sec): từ 2g đến 30g đường/lít rượu

Vang mềm (Moelleux): từ 30g đến 50g đường/lít rượu

Vang ngọt (Liquoreux): trên 50g đường/lít rượu

Theo tiêu chí của chất có ga:

Vang êm: thông qua bọt khí Khi đạt 20 độ thì lượng khí carbonique nhỏ hơn

1 gram/lít rượu Đa số rượu vang là loại êm

Vang sủi: có bọt khí Vang sủi lại có nhiều loại như vang ít bọt (perlant), vang bọt vừa phải (petillant) hay vang nhiều bọt (mousseux) mà tiêu biểu là rượu champagne [11]

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men

Nhiệt độ: Nhiệt độ lên men có ảnh hưởng đến đời sống của nấm men,

đến quá trình lên men và chất lượng của sản phẩm

Nếu nhiệt độ < 200C sự lên men chậm chạp

Nhiệt độ < 100C không diễn ra quá trình lên men

Nếu nhiệt độ 350C đây là nhiệt độ nguy hiểm nấm men mất tác dụng, quá trình lên men ngừng lại nhưng nấm men không bị chết

Nếu nhiệt độ > 350C quá trình lên men ngừng lại ảnh hưởng đến sự chuyển đường thành cồn và CO2

Nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất rượu vang đã xác định khoảng nhiệt độ tối ưu cho nấm men vang phát triển là 25 – 280

C [11]

Oxi: 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

pH: Trong quá trình nuôi cấy pH môi trường luôn bị biến đổi được điều

khiển bởi sự sinh sản của nấm men Vùng pH tối thích của nấm men là 4 – 6 Tuy nhiên trong sản xuất rượu vang người ta thường chuẩn bị môi trường

nước quả có độ pH bằng 3.0 – 3.5

Nồng độ đường và áp suất thẩm thấu Sự chênh lệch áp suất giũa tế bào

nấm men với môi trường nuôi cấy làm cho lượng đường trong dung dịch dễ dàng hòa tan và thấm qua màng, sản phẩm của tế bào hòa tan vào môi trường

khi nồng độ trong môi trường quá cao tạo ra áp suất thẩm thấu lớn gây khô hạn sinh lí, co CNS phá hủy tính trạng sinh lí của tế bào nấm men

Nồng độ rượu: Khi lên men đường thành rượu nồng độ cồn thấp làm tê

liệt tế bào nấm men, nồng độ cồn cao ức chế quá trình đồng hóa hidrocacbon

và nito Trong môi trường có nồng độ hợp lí đạt tiêu chuẩn cần có đối với nhóm nấm men trong sản xuất rượu sẽ tích lũy từ 9 – 14%

HL men giống: HL men giống tăng nhiều quá sẽ gây ra sự cạnh tranh

của nấm men ảnh hưởng đến chất lượng lên men SLTB có trong dịch lên men càng thấp thì TG nhân giống và lên men vang sẽ bị kéo dài hơn, vang dễ

bị nhiễm khuẩn Ngược lại HL men giống trong dịch lên men càng cao thì TG lên men sẽ ngắn hơn, hạn chế được khả năng nhiễm khuẩn do sự áp đảo của

nấm men với các VSV khác Thường tỉ lệ men giống là 10%

Ảnh hưởng của SO 2: Nấm men có khả năng chịu được sự ức chế hơi

SO2 tăng hiệu suất lên men.Vậy để đạt được hiệu suất lên men cao nhất chúng

ta phải đảm bảo chính xác tất cả các yếu tố trên

Ảnh hưởng của TG lên men: TG là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến

chất lượng sản phẩm vang Trong TG lên men chính, nếu TG lên men quá ngắn, có thể lượng cồn tạo ra quá ít Trong TG lên men phụ, nếu TG lên men không đủ để hương hình thành, mùi vang sẽ không đặc trưng Đối với đa số nấm men, TG lên men chính tốt nhất là

7 – 20 ngày TG lên men phụ và tàng trữ của các loại rượu phải từ vài tháng

trở lên [1]

1.1.5 Bệnh vang

Hiện tượng bệnh vang của lên men rượu vang được Pasteur nghiên cứu

và khám phá Đó là hiện tượng rượu bị chua đi và chất lượng rượu bị giảm rất nhanh Hiện tượng trên là do nguyên nhân rượu vang tiếp xúc với không khí

và do vi khuẩn axetic phát triển đã biến cồn thành axetic Ngoài ra bệnh vang cũng có thể do các VSV lên men kị khí gây ra [8]

Đặc điểm: Rượu bị chua và có vị đắng

Nguyên nhân: Do vi khuẩn lactic phá hủy glixerin tạo thành các acrolrin

Vang chua lactic

Đặc điểm: Rượu có mùi chua khó chịu

Nguyên nhân: Khi quả quá ngọt hoặc cho thêm quá nhiều đường, kỹ thuật lên men thấp, làm cho nấm men ngừng hoạt động, hoặc do cấy men chưa đủ, nhiệt độ cao, thiếu oxy, vi khuẩn lactic sẽ chuyển hóa đường khử thành đường manit và axit bay hơi

Vang bị đục

Đặc điểm: Vang có màu đục không trong [16]

1.2 Tình hình sản xuất vang nho trong nước và trên thế giới

1.2.1 Tại Việt Nam

Khoảng 100 năm trở lại đây nhờ sử dụng quy trình sản xuất rượu vang chất lượng cao chúng ta cho ra đời dòng vang đầu tiên khá t hành công Vine Wine Theo công nghệ sản xuất đó một loạt những dòng vang khác lần lượt ra đời: Vang Gia Lâm , vang Đông Đô , vang Tây Hồ ,… Đến nay nhiều công

tiến hành mang lại nhiều kết quả tốt Đồng thời vang Việt Nam cũng bắt đầu bước vào thời kỳ hội nhập các sản phẩm cũng được xuất khẩu đến 1 số nước trên thế giới Vang Đà Lạt, Anh Đào, Sao La là những sản phẩm được yêu thích ở Việt Nam bởi mùi vị và chất lượng Đặc biệt năm 2008 vang Đà Lạt được Phòng Thương mại Công nghiệp Việt Nam và AC Nielsen Việt Nam trao tặng danh hiệu Thương hiệu nổi tiếng (trong top 500 thương hiệu nổi tiếng nhất tại thị trường Việt Nam).Theo thống kê của Hiệp hội Rượu Bia và Nước giải khát Việt Nam, hiện cả nước có hơn 15 doanh nghiệp sản xuất và đóng chai rượu vang với sản lượng mỗi năm tăng khoảng 12 – 13 triệu lít [11]

1.2.2 Trên thế giới

Rượu vang rất được ưa chuộng trên thế giới đặc biệt là các nước Châu

Âu Nó là một loại đồ uống phổ biến, gắn liền với thương hiệu nổi tiếng như rượu vang của Pháp, Italia, Chile, Bồ Đào Nha… Ngày nay, rượu vang không chỉ là một đồ uống mà đã trở thành một chủ đề văn hóa khắp nơi trên thế giới

Rượu vang có một lịch sử phát triển rất lâu đời, bằng chứng khảo cổ sớm nhất cho thấy con người đã làm rượu vang tại Gruzia vào khoảng 6000 năm TCN, một số địa điểm khảo cổ đáng chú ý khác là Iran và Armenia cũng phát hiện các bằng chứng về rượu vang từ nho có niên đại tương ứng là 5000 năm và 4000 năm TCN [18], [19] Bằng chứng khảo cổ học cũng cho thấy nho thuần hóa đã được trồng vào Thời đại đồ đồng sớm ở Cận Đông, Sumer

và Ai Cập từ khoảng thiên niên kỷ thứ ba TCN Châu Âu đứng đầu thế giới về sản xuất rượu vang với 80 % tổng sản lượng rượu vang trên toàn thế giới , châu Mỹ 14 %, châu Phi 5%, châu Á - Úc 0,5% Sản lượng rượu vang toàn cầu đã đạt mức đỉnh vào năm 2004 - khi cung vượt cầu khoảng 600 triệu thùng (1 thùng gồm 12 chai, tương đương với 9 lít) và đang trên đà sụt giảm

kể từ đó đến nay Theo khảo sát mới đây của công ty nghiên cứu Austraylia

thuộc tập đoàn tài chính Morgan Stanley (Mỹ), nhu cầu đối với rượu vang đã vượt nguồn cung hơn 300 triệu thùng vào năm 2012 Trong năm 2012 vụ thu hoạch nho “khiêm tốn” làm cho việc sản xuất rượu vang gặp nhiều khó khăn, sản lượng vang giảm Năm 2013 sản lượng vang toàn cầu có thể được coi là tương đối cao, mang đến hy vọng về một sản lượng rượu vang cao trong những năm kế tiếp [18]

1.3 Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men vang

1.3.1 Nấm men

1.3.1.1 Sơ lược về nấm men

Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm có cấu tạo tế bào, sinh sản bằng cách nảy chổi Chúng phân bố rộng rãi trong môi trường đất, nước, không khí, đặc biệt có nhiều trong các loại quả Nấm men được dùng trong lên men rượu

vang là S cerevisiae chứa trung bình 75% nước, 25% chất khô

Người ta phân loại nấm men trong sản xuất rượu vang thành một số loại sau:

S.cerevisiae, Saccharomyces vini, S oviomis…

Nhưng sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất là chủng S.cerevisiae Chủng

nấm men này có khả năng lên men dịch có HL đường cao và tạo được

20 – 30%V cồn, khả năng lắng kết và tạo hương vị cho vang tốt [3], [4]

1.3.1.2 Hình thái và cấu trúc của tế bào nấm men

Hình thái của tế bào nấm men thường có dạng hình cầu, ovan hoặc hình trứng kích thước tương đối lớp: đường kính khoảng 7µm Hình dạng có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện nuôi cấy và tuổi tế bào Nấm men mang đầy đủ tính chất của một cơ thể sống, gồm:

Thành tế bào: thành phần chính là glucan và mannan chiếm khoảng

90%, còn lại là prrotein, lipit và một số thành phần nhỏ khác như kitin

Màng nguyên sinh chất: là một lớp tế bào mỏng bao quanh tế bào chất

gồm các hợp chất phức tạp như photpholipit, protein, enzim permaza

Tế bào chất: ở dạng thể keo không đồng nhất, chứa đầy đủ các cơ quan

tử của tế bào như ty thể, nhân, riboxom, không bào, các hạt dự trữ Thành phần cấu tạo chủ yếu của tế bào chất là nước, protit, gluxit, lipit, các muối khoáng

Ty thể: Khác với vi khuẩn, nấm men đã có ty thể giống như ở tế bào

bậc cao, đó là cơ quan sinh năng lượng của tế bào Ty thể nấm men có hình bầu dục, được bao bọc bởi hai lớp màng, màng trong gấp khúc thành nhiều tấm răng lược hoặc nhiều ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt của màng trong tăng lên

Nhân tế bào: là cấu tử bất biến của nấm men, thành phần cơ bản của

nhân là ADN mang thông tin di truyền Thành phần nucleotit trong ADN phụ thuộc từng loài

Không bào, các thể vùi và các thành phần dự trữ trong tế bào[3]

1.3.1.3 Sinh sản của tế bào nấm men

Ở nấm men có 3 hình thức sinh sản

Sinh sản sinh dưỡng: là hình thức sinh sản đơn giản nhất của nấm men

Có 2 hình thức sinh sản sinh dưỡng: nảy chồi và hình thức phân đôi tế bào như vi khuẩn Ở hình thức nảy chồi, từ một cực của tế bào mẹ nảy chồi thành một tế bào con, sau đó hình thành vách ngăn ngang giữa hai tế bào Tế bào còn có thể tách khỏi tế bào mẹ hoặc có thể dính với tế bào mẹ và lại tiếp tục nảy chồi làm cho nấm men giống như hình dạng cây xương rồng tai nhỏ

Sinh sản đơn tính: bằng hai hình thức bào tử túi và bào tử bắn

Sinh sản hữu tính: do hai tế bào nấm men kết hợp với nhau hình thành

hợp tử Hợp tử phân chia thành các bào tử nằm trong nang, nang chín bào tử

được phát tán ra ngoài Nếu 2 tế bào nấm men có hình thái kích thước giống nhau tiếp hợp với nhau thì được gọi là tiếp hợp đẳng giao Nếu 2 tế bào nấm men khác nhau thì gọi là tiếp hợp dị giao [13]

Hình 1.1 Sự đa dạng của tế bào nấm men 1.3.2 Nấm mốc

Nấm mốc phát triển ở quả, chất bã của quá trình sản xuất rượu vang,

thùng chứa thiết bị hoặc không khí đưa đến như nấm mốc thuộc chi Rhizopus,

Aspergillus [4], [13]

1.3.3 Vi khuẩn lactic

Trong dịch quả cũng như trong vang thường gặp khá nhiều loài vi khuẩn lactic, trong đó có rất nhiều loài cần thiết cho quá trình sản xuất vang

từ các loại quả giàu axit malic Ví dụ các chủng vi khuẩn lên men lactic thuộc

các giống Pediococus và Leuconostoc Ngày nay, người ta xác định cả các vi khuẩn lactic lên men đồng hình như: Lactobacillus plantarum, L.casie và các

vi khuẩn lên men lactic dị hình: L.buchneri, L.brevis đều có thể lên men [8],

[14]

1.3.4 VSV làm hỏng vang

Có không ít các loài vi khuẩn làm cho vang bị đục, có vi chua, mùi khó chịu

làm chi vang bị hỏng như: