Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang nho

... nh tờn ca chng nm men cú kh nng lờn men vang nho Cabernet sauvignon 22 3.1.1 Phõn lp chng nm men t dch nho 22 3.1.2 Tuyn chn chng nm men cú kh nng lờn men vang nho Cabernet sauvignon... lờn men vang nho Cabernet sauvignon ca chng nm men S cerevisiae T3 33 3.4 nh hng ca hm lng ng n quỏ trỡnh lờn men vang nho Cabernet sauvignon 35 3.5 ng dng lờn men vang nho. .. trng l ru vang c lờn men t nho Cabernet sauvignon Ni dung nghiờn cu 3.1 Phõn lp chng nm men cú kh nng lờn men vang nho Cabernet sauvignon 3.2 Tuyn chn chng nm men cú kh nng lờn men vang Cabernet

tr-êng ®¹i häc s- ph¹m hµ néi 2 khoa sinh - KTNN  HOÀNG MAI PHƢƠNG TUYỂN CHỌN CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN VANG NHO khãa luËn tèt nghiÖp ®¹i häc Chuyên ngành: Vi sinh vật học Hµ Néi, 2015 tr-êng ®¹i häc s- ph¹m hµ néi 2 khoa sinh - KTNN  HOÀNG MAI PHƢƠNG TUYỂN CHỌN CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN VANG NHO khãa luËn tèt nghiÖp ®¹i häc Chuyên ngành: Vi sinh vật học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS. TS. Đinh Thị Kim Nhung Hµ Néi, 2015 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo TS. Nguyễn Quang Thảo, Vụ KHCN, Bộ Công Thƣơng ngƣời đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em trong thời gian học tập và nghiên cứu đề này. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong tổ bộ môn Thực vật – Vi sinh, Khoa Sinh – KTNN, trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt kinh nghiệm trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trƣờng, Ban Chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN, Trung tâm thông tin thƣ viện, Phòng thí nghiệm Vi sinh vật trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và ngƣời thân, những ngƣời luôn quan tâm, động viên, khích lệ, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, lựa chọn, tiến hành và hoàn thiện đề tài. Hà Nội, tháng 05năm 2015 Sinh viên Hoàng Mai Phƣơng LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan những gì viết trong khóa luận này đều là sự thật. Đây là kết quả của riêng em. Tất cả các số liệu trong bảng biểu và hình ảnh đều đƣợc thu thập từ thực nghiệm, qua xử lý thống kê, không có số liệu sao chép hay bịa đặt, không trùng với kết quả của bất kỳ tác giả nào đã công bố dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Quang Thảo. Trong đề tài, em có sử dụng một số dẫn liệu của một số tác giả khác, em xin phép các tác giả đƣợc trích dẫn để bổ sung cho khóa luận của mình. Nếu sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 05năm 2015 Sinh viên Hoàng Mai Phƣơng MỤC LỤC MỞ ĐẦU1 1. Lí do chọn đề tài ........................................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................... 2 3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu.......................................... 2 5. Điểm mới của đề tài ..................................................................................................... 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 4 1.1. Tìm hiểu chung về rƣợu vang ................................................................................ 4 1.1.1. Khái niệm rƣợu vang ............................................................................................ 4 1.1.2. Nguyên liệu sản xuất rƣợu vang ........................................................................ 4 1.1.3. Thành phần rƣợu vang và giá trị dinh dƣỡng của rƣợu vang ..................... 5 1.1.4. Phân loại rƣợu vang .............................................................................................. 5 1.1.5. Những biến đổi sinh lí, sinh hóa, vi sinh trong quá trình lên men rƣợu vang ................................................................................................................... 6 1.1.6. Bệnh vang ................................................................................................................ 6 1.2. Tình hình sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon ................................. 8 1.2.1. Tình hình sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon trên thế giới ...... 8 1.2.2. Tình hình sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon ở Việt Nam ...... 8 1.3. Tổng quan về nho Cabernet sauvignon............................................................... 9 1.4. Nấm men trong sản xuất rƣợu vang ................................................................... 10 1.4.1. Sơ lƣợc về nấm men ........................................................................................... 10 1.4.2. Hình thái cấu trúc tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae ............... 10 1.4.3. Sinh sản của nấm men ........................................................................................ 11 1.4.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng, phát triển của tế bào nấm men .................................................................................................................. 12 1.5. Các VSV khác trong sản xuất rƣợu vang.......................................................... 13 1.5.1. Nấm mốc ............................................................................................................... 13 1.5.2. Vi khuẩn lactic ..................................................................................................... 13 1.5.3. VSV làm hỏng vang............................................................................................ 13 1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men .................................................. 13 1.6.1. Nhiệt độ.................................................................................................................. 13 1.6.2. Ảnh hƣởng của độ pH ........................................................................................ 14 1.6.3. Oxy .......................................................................................................................... 14 1.6.4. Hàm lƣợng men giống........................................................................................ 14 1.6.5. Nồng độ cồn.......................................................................................................... 14 1.6.6. Ảnh hƣởng của thời gian lên men ................................................................... 15 1.6.7. Hàm lƣợng đƣờng ............................................................................................... 15 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 16 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................ 16 2.2. Dụng cụ, thiết bị, hóa chất ................................................................................... 16 2.2.1.Dụng cụ, thiết bị.................................................................................................... 16 2.2.2. Hóa chất ................................................................................................................. 16 2.3. Các loại môi trƣờng............................................................................................... 17 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 17 2.4.1. Phƣơng pháp vi sinh ........................................................................................... 17 2.4.2. Phƣơng pháp hóa lí ............................................................................................ 19 2.4.3. Phƣơng pháp phân tích cảm quan .................................................................. 19 2.4.4. Phƣơng pháp xử lí kết quả bằng thống kê toán học .................................. 20 2.5. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................ 20 2.6. Địa điểm thực hiện đề tài ...................................................................................... 20 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 22 3.1. Phân lập, tuyển chọn và xác định tên của chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon .................................................. 22 3.1.1. Phân lập chủng nấm men từ dịch nho ............................................................ 22 3.1.2. Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon ....................................................................................................... 24 3.2. Nghiên cứu động thái sinh trƣởng và ảnh hƣởng của một số nhân tố trong quá trình nhân giống của chủng nấm men S. cerevisiae T3 ... 29 3.2.1. Nghiên cứu động thái sinh trƣởng của chủng S. cerevisiae T3 trong quá trình nhân giống .................................................................................... 29 3.2.2. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến quá trình nhân giống........................... 31 3.3. Nghiên cứu động thái lên men vang nho Cabernet sauvignon của chủng nấm men S. cerevisiae T3 .............................................................. 33 3.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng đến quá trình lên men vang nho Cabernet sauvignon ..................................................................................... 35 3.5. Ứng dụng lên men vang nho Cabernet sauvignon và xây dựng quy trình công nghệ lên men với quy mô phòng thí nghiệm .................... 37 3.5.1. Ứng dụng lên men vang nho Cabernet sauvignon quy mô phòng thí nghiệm............................................................................................................. 37 3.5.2. Quy trình công nghệ lên men vang nho Cabernet sauvignon .................. 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 42 1. Kết luận ......................................................................................................................... 42 2. Kiến nghị ...................................................................................................................... 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 43 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của một số loại quả ................................... 5 Bảng 3.1. Hoạt lực lên men của các chủng lên men (g/100ml) sau 48h .......... 24 Bảng 3.2. Khả năng lên men của các chủng nấm men trên môi trƣờng lên men .................................................................................................................. 25 Bảng 3.3. Khả năng lên men ở các độ pH khác nhau ............................................ 26 Bảng 3.4. Khả năng kết lắng của 3 chủng nấm men .............................................. 26 Bảng 3.5. Khả năng tạo hƣơng thơm và độ trong sản phẩm của 3 mẫu nấm men .................................................................................................................. 27 Bảng 3.6. Khả năng sinh trƣởng của chủng S. cerevisiae T3 trong môi trƣờng nhân giống ........................................................................................ 29 Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới quá trình nhân giống ............................... 31 Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của pepton đến sự sinh trƣởng và phát triển của chủng S. cerevisiae T3 (x106tb/ml) sau 24h ......................................... 32 Bảng 3.9. Động thái của quá trình lên men vang nho Cabernet sauvignon ..... 33 Bảng 3.10. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng tới quá trình lên men ................ 36 Bảng 3.11. Kết quả phân tích rƣợu thành phẩm ...................................................... 38 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Chủng nấm men phân lập đƣợc trên môi trƣờng thạch đĩa................ 23 Hình 3.3. Chủng T3 trên môi trƣờng thạch nghiêng .............................................. 28 Hình 3.4. Hình thái tế bào chủng nấm men T3 (x1000 lần) ................................. 28 Hình 3.5. Biểu đồ biểu diễn động thái sinh trƣởng của chủng nấm men .......... 30 Hình 3.6. Biểu đồ biểu diễn sự biến đổi của hàm lƣợng đƣờng và cồn sau 15 ngày lên men............................................................................................ 34 Hình 3.7. Biểu đồ biểu diễn động thái lên men vang nho..................................... 34 Hình 3.8. Biểu đồ biểu diễn khả năng lên men của chủng S. cerevisiae T3 trên môi trƣờng có hàm lƣợng đƣờng ở các mức khác nhau ........... 36 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT ĐƢỢC ĐỌC LÀ STT : Số thứ tự HL : Hàm lƣợng TG : Thời gian VSV : Vi sinh vật ĐHSP : Đại học sƣ phạm Nxb : Nhà xuất bản TB/ml : Tế bào/ml SLTB : Số lƣợng tế bào MT : Môi trƣờng MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Khác với các loại rƣợu trắng hay các loại rƣợu pha chế, rƣợu vang (Wine, Vine) là sản phẩm đƣợc tạo thành trong quá trình lên men các loại nƣớc trái cây không qua chƣng cất, giữ đƣợc mùi thơm và hƣơng vị đặc trƣng của từng loại quả. Rƣợu vang gây say êm dịu, nhiều chất dinh dƣỡng có tác dụng kích thích tiêu hóa, thần kinh, tim mạch..[9]. Rƣợu vang đƣợc biết đến từ rất lâu khi con ngƣời lần đầu tiên sử dụng nƣớc uống lên men từ dịch trái nho. Nhƣng công nghệ sản xuất rƣợu vang chỉ thực sự đƣợc thế giới biết đến khi nhà khoa học ngƣời Pháp Louis Pasteur công bố kết quả nghiên cứu vào năm 1857. Trong nghiên cứu của ông đã chỉ ra cơ sở của quá trình lên men rƣợu và vai trò của nấm men trong sản xuất rƣợu.Cho đến nay, rƣợu vang đã rất phổ biến trên thế giới và nhất là các nƣớc ở Châu Âu. Rƣợu vang đã trở thành loại đồ uống phổ biến nó gắn liền với thƣơng hiệu của nhiều loại vang nổi tiếng nhƣ vang của Pháp, Italia, Chile, Bồ Đào Nha.. Ngày nay rƣợu vang không chỉ một đồ uống mà đã trở thành chủ đề văn hóa ở khắp nơi trên thế giới. Ở Việt Nam ngành sản xuất vang mới bắt đầu từ những năm 80 của thế kỉ 20 với sự xuất hiện của nhãn hiệu “ Thăng Long” trên thị trƣờng nội địa. Những năm sau đó xuất hiện các loại vang mới nhƣ vang Đà Lạt, vang Tháp Chàm... Tuy ngành công nghiệp sản xuất rƣợu vang ở nƣớc ta có bƣớc tiến mạnh mẽ nhƣng rƣợu vang Việt Nam vẫn chƣa thực sự đƣợc biết đến nhiều và chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu ngày càng cao của ngƣời tiêu dùng. Để thƣơng hiệu vang Việt Nam có chỗ đứng tại thị trƣờng trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới thì nguyên liệu dùng làm vang phổ biến là nho. Đặc biệt là nho Cabernet sauvignon, giống nho này đƣợc trồng phổ biến ở Bordeaux (thung lũng xứ Loire và Tây Nam nƣớc Pháp) . Ở Việt Nam, nho Cabernet sauvignon đã đƣợc biết đến và đƣợc trồng ở tỉnh Ninh Thuận và Bắc Bình Thuận. 1 Mỗi quốc gia có các loại vang mang hƣơng vị đặc trƣng riêng. Ở những vùng trồng nho truyền thống ở Pháp, Ý và Tây Ban Nha vị của Cabernet sauvignon thƣờng có hƣơng vị của nho đen, violet, anh đào sẫm và hƣơng hoa quả với vị tuyệt tùng và bạc hà. Ở những vùng trồng nho thế giới mới nhƣ Úc, Chile, Nam Phi vị của Cabernet sauvignon lại có vị của socola, mứt quả, hồ tiêu. Vì vậy, với mong muốn tìm ra loại vang mang hƣơng vị riêng của Việt Nam từ nguồn nguyên liệu là nho Cabernet sauvignon tôi tiến hành đề tài nghiên cứu : “Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon”. 2. Mục đích nghiên cứu Tạo ra sản phẩm đặc trƣng là rƣợu vang đƣợc lên men từ nho Cabernet sauvignon. 3. Nội dung nghiên cứu 3.1. Phân lập chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon 3.2. Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang Cabernet sauvignon 3.3. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men 3.4. Lên men vang nho Cabernet sauvignon ở qui mô phòng thí nghiệm 3.5. Xây dựng qui trình sản xuất rượu vang ở qui mô phòng thí nghiệm 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu 4.1. Ý nghĩa khoa học Đi sâu nghiên cứu đặc điểm về hình thái, các đặc tính sinh lí sinh hóa của chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Đƣa kết quả nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn sản xuất rƣợu vang nhằm sử dụng nguồn nguyên liệu ở địa phƣơng một cách hiệu quả và tạo ra một sản phẩm mới tiêu biểu và đặc trƣng cho vang Việt Nam. 2 5. Điểm mới của đề tài Đề tài đã phân lập, tuyển chọn đƣợc chủng nấm men S. cerevisiae T3 có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon. Kết quả nghiên cứu đề tài nhằm hoàn thiện qui trình sản xuất rƣợu vang nho đặc biệt là sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon để rƣợu vang nho nƣớc ta ngày càng phát triển. 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tìm hiểu chung về rƣợu vang 1.1.1. Khái niệm rượu vang Rƣợu vang là loại rƣợu lên men trực tiếp từ nƣớc quả không qua chƣng cất, có độ cồn thấp, là thức uống thơm ngon, có giá trị dinh dƣỡng cao. Theo từ điển Ẩm thực Pháp định nghĩa về vang khá phức tạp: “ Rƣợu vang là một chất lỏng sinh động, có thể mang bệnh, có thể già và chết”. 1.1.2. Nguyên liệu sản xuất rượu vang Nguyên liệu làm rƣợu vang là các loại quả. Quả chín (có thể chƣa thật chín) sau khi thu hoạch chọn quả tƣơi, chất lƣợng tốt đem ép lấy nƣớc hoặc ngâm với đƣờng để thu đƣợc dịch nƣớc quả dùng cho lên men. Tất cả các loại quả đều có đƣờng, nhiều vitamin, nhiều axit hữu cơ, trong đó có nhiều vitamin C, có đầy đủ chất khoáng và có lƣợng protein đáng kể. Ngoài ra, nƣớc quả còn chứa tanin, pectin. Trong các loại quả dùng làm rƣợu vang trƣớc hết phải kể đến nho. Nho: thành phần hóa học của nho có (%): 10-30 đƣờng (glucose, fructose, saccharose); 0,5-0,7 axit hữu cơ (axit tactaric, axit malic); 0,1-0,9 các chất protein; 0,1-0,5 chất khoáng; có các vitamin C, B1, B2, PP cùng các chất thơm. Ngoài nho các loại quả khác nhƣ:dâu, dứa, mơ, mận, táo, cũng là nguyên liệu để sản xuất rƣợu vang [15]. Thành phần hóa học của một số loại quả đƣợc dẫn ra ở bảng 1.1 [18]. 4 Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của một số loại quả Tên quả Thành phần hóa học cơ bản (%) Nƣớc Đƣờng Acid Pectin Tanin Dâu 84,74 9,19 0,49 0,31 0,035 Dứa 54,3 3,9 0,6 0,249 0,83 Mơ 73,8 9,0 1,1 0,249 0,83 Táo mèo 84 4,8 1,45 0,249 0,83 Vải 84,28 16,1 5,16 0,249 0,83 1.1.3. Thành phần rượu vang và giá trị dinh dưỡng của rượu vang Cồn etanol: do quá trình lên men tự nhiên từ dịch trái cây nên nó là thứ cồn tinh khiết không lẫn aldehit, este. Độ cồn của vang từ 10-120 [17]. Chất bổ dưỡng: đƣờng trong vang từ 62-132 (g/l), chủ yếu là fructose, glucose và một ít galactose. Trong vang còn chứa một lƣợng axit vô cơ và axit hữu cơ nhƣ : axit malic, axit oxalic, axit citric... Rƣợu vang là thức uống có độ chua cao, với hàm lƣợng axit tổng số từ 4-7 (g/l). Độ pH của vang từ 2,9-3,9 [17]. Ngoài ra trong vang còn có một số vitamin và axit amin có vai trò quan trọng với sự sinh trƣởng của nấm men, đồng thời làm cho vang có vị đặc trƣng : valin, lizin, treonin.. và phong phú các loại muối của các nguyên tố: P, S, K, Na, Fe, Cu.... 1.1.4. Phân loại rượu vang Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều loại vang với nhiều thƣơng hiệu khác nhau. Vì vậy mà có nhiều cách phân loại rƣợu vang khác nhau. Ngƣời ta phân loại rƣợu vang dựa vào màu sắc, hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng axit, hoặc dựa vào đặc điểm của chủng trái cây, nhà sản xuất.. Nhƣng xu hƣớng chia thành hai nhóm chính là vang có gas ( trong vang thành phẩm có CO2) và vang không có gas ( trong vang thành phẩm không có CO2). 5 Dựa vào màu sắc của sản phẩm mà phân thành các loại vang đỏ, vang hồng, vang trắng. Màu sắc của rƣợu vang tùy thuộc vào độ tuổi, loại nho, thời gian vỏ nho để lại trong nƣớc cốt trƣớc khi lên men, thành rƣợu. Dựa vào độ rƣợu, hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng axit.. có trong vang mà phân thành : vang khô, vang dịu, vang ngọt..[14]. 1.1.5. Những biến đổi sinh lí, sinh hóa, vi sinh trong quá trình lên men rượu vang Lên men rƣợu là một quá trình sinh lý phức tạp dƣới tác dụng của nhiều loại enzyme. Rƣợu đƣợc tạo thành từ glucoza và trải qua năm giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Biến đổi glucozo thành fructozo – 1,6 điphotphat dƣới tác dụng của enzym hexokinaza và isomeraza. Giai đoạn 2: Từ fructozo – 1,6 điphotphat biến đổi thành 3 – photphoglixeraldehit và photphodioxiaxeton dƣới tác dụng của enzim andolaza. Giai đoạn 3: Trƣớc hết là 3 – photphoglixeraldehit sẽ biến đổi thành photphoglyxerat và tiếp tục biến đổi thành 2 - photphoglyxerat nhờ xúc tác của các enzim photphoglyxeratmutaza. Sản phẩm cuối cùng của giai đoạn này là sự biến đổi 2 – photphoglyxerat thành axit piruvic dƣới tác dụng của enzim andolaza và kinaza. Giai đoạn 4: Axit piruvic phân cắt thành axetaldehit đồng thời giải phóng CO2 dƣới tác dụng của enzimdecacboxylaza. Giai đoạn 5: Tạo thành etanol từ axetandehit nhờ tác dụng của enzim alcoldehydrogenaza [2]. Phương trình tổng quát của quá trình lên men: C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 → 2C2H5OH + 2ATP + H2O 1.1.6. Bệnh vang Hiện tƣợng bệnh vang của lên men rƣợu vang đƣợc Pasteur nghiên cứu và khám phá. Đó là hiện tƣợng vang bị chua đi và chất lƣợng rƣợu bị giảm 6 nhanh. Hiện tƣợng trên là do nguyên nhân rƣợu vang tiếp xúc không khí và do vi khuẩn axetic phát triển đã biến cồn thành axetic. Ngoài ra bệnh vang cũng có thể do các vi sinh vật lên men kị khí gây ra. Một số bệnh vang thƣờng gặp, nguyên nhân và cách xử lí: 1.1.6.1. Bệnh vang dính Đặc điểm: vang chảy không đều, lỏng nhƣ nƣớc mà dính lại nhƣ hồ. Bệnh này thƣờng kéo dài hơn bệnh chua và bệnh đắng. Nguyên nhân: do vi khuẩn lactic đặc biệt là do Leuconostoc tiết ra một loại đƣờng riêng là dextran gây nên bệnh vang dính. Cách xử lí: Sau khi lên men ta bổ sung thêm SO2, vì SO2 có khả năng tiệt trùng sẽ giúp hạn chế bệnh vang dính. 1.1.6.2. Bệnh vang đắng Đặc điểm: Rƣợu vang có vị chua và có vị vang đắng. Nguyên nhân: Do vi khuẩn lactic phá hủy glixerin tạo thành acrolrin. Cách xử lí: Thêm SO2 tiệt trùng bằng nhiệt. 1.1.6.3. Vang chua lactic Đặc điểm: Rƣợu có mùi khó chịu. Nguyên nhân: Khi quả quá ngọt hoặc cho thêm quá nhiều đƣờng, kĩ thuật lên men thấp, làm cho nấm men ngừng hoạt động, hoặc do cấy nấm men chƣa đủ, nhiệt độ cao và thiếu oxy,... vi khuẩn lactic sẽ chuyển hóa đƣờng khử thành đƣờng manit và axit bay hơi. Cách xử lí: Loại bỏ vi khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc kĩ nƣớc quả. Thêm SO2 và tạo điều kiện cho S.cerevisiae hoạt động tốt. 1.1.6.4.Vang bị đục Đặc điểm: Vang có màu đục không trong. Nguyên nhân: Do xuất hiện những kết tủa màu trong rƣợu hay sự oxy hóa của thành phần polyphenol có trong nguyên liệu làm rƣợu, hoặc do sự tạo 7 thành kết tủa bông protein của thành phần tanin trong rƣợu và một số dạng kết tủa khác. Cách xử lí: chọn nguyên liệu sạch, không lẫn tạp chất có thành phần sắt hoặc đồng. Thanh trùng ở nhiệt độ 70 – 800 rồi lọc kĩ, hạn chế tiếp xúc với O2. 1.1.6.5. Bệnh chua giấm Đặc điểm: rƣợu có mùi giấm. Nguyên nhân: do vi khuẩn acetic chuyển hóa cồn trong rƣợu thành axetic. Cách xử lí: Loại bớt vi khuẩn ngay từ đầu bằng cách lọc, giữ vệ sinh trong quá trình sản xuất, tránh không cho rƣợu tiếp xúc với O2 [18]. 1.2. Tình hình sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon 1.2.1. Tình hình sản xuất rượu vang nho Cabernet sauvignon trên thế giới Rƣợu vang đƣợc hình thành từ rất lâu trên thế giới, trên thị trƣờng thế giới hiện nay có rất nhiều loại vang, đƣợc lên men từ nhiều loại hoa quả khác nhau, nhƣng phổ biến nhất vẫn là rƣợu vang nho. Trong đó, các nƣớc sản xuất vang nho đứng đầu thế giới: Pháp, Ý, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Mỹ, Nam Phi, Thổ Nhĩ Kỳ… Sản lƣợng rƣợu vang toàn cầu đã đạt mức đỉnh vào năm 2004, khi cung vƣợt cầu khoảng 600 triệu thùng (1 thùng gồm 12 chai, tƣơng đƣơng với 9 lít) và đang trên đà giảm sút kể từ đó đến nay.Điều này đồng nghĩa với việc thế giới đang đối mặt với nguy cơ thiếu rƣợu vang trong bối cảnh nhu cầu đã vƣợt hơn nhiều so với nguồn cung [19]. Hiện nay trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu và sản xuất các loại vang khác nhau. Đặc biệt là vang nho Cabernet sauvignon đã trở thành loại vang nổi tiếng cho các nƣớc trên thế giới, đặc biệt là Tây nƣớc Pháp nho đƣợc trồng và sản xuất vang với số lƣợng lớn với tổng sản lƣợng vang đỏ trên thế giới có đến 60% làm từ loại nho này. 1.2.2. Tình hình sản xuất rượu vang nho Cabernet sauvignon ở Việt Nam Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều loại vang trái cây. Trƣớc đây 8 phần lớn là sản xuất chỉ ở quy mô gia đình, ngày nay đã phát triển ở quy mô công nghiệp. Một số nhà máy lớn đã sử dụng dung dịch quả mơ, dâu, táo mèo.. để sản xuất nhƣ : Rƣợu Vang Thăng Long, Vang Gia Lâm, Vang Đà Lạt. Ngoài ra một số địa phƣơng nhƣ Vĩnh Phú đã tận dụng quả tự nhiên nhƣ chuối, dứa, mận, mơ... sản xuất vang chất lƣợng cao. Ở một số cơ sở nhỏ nhƣ công ty ong Hà Nội, công ty ong Nam Hà.. đã có những sản phẩm Rƣợu Vang đặc trƣng. Đặc biệt rƣợu Vang Đà Lạt nổi tiếng với các loại Vang trắng, rƣợu vang đỏ đã tạo đƣợc chỗ đứng trên thị trƣờng trong nƣớc đƣợc nhiều ngƣời ƣa chuộng. Nguồn trái cây ở nƣớc ta rất đa dạng và phong phú, chúng ta có thể sử dụng nhiều loại để lên men và sản xuất rƣợu vang. Chỉ cần lựa chọn chính xác các loại dịch quả nho và xây dựng kĩ thuật ổn định, tối ƣu để sản xuất rƣợu Vang chất lƣợng cao. Hiện nay và những năm sắp tới nhu cầu tiêu thụ rƣợu vang nho Cabernet sauvignon rất lớn và thị trƣờng này đầy tiềm năng, các công ty chế biến rƣợu vang đang có nhu cầu đầu tƣ và mua nguyên liệu. Nho Cabernet sauvignon là loại nho mới ở Việt Nam chƣa đƣợc biết đến nhiều, nên chƣa có nhiều công trình nghiên cứu và hoạt động sản xuất rƣợu vang nho Cabernet sauvignon. 1.3. Tổng quan về nho Cabernet sauvignon Là giống nho làm rƣợu vang đỏ, quả của giống nho này nhỏ, tròn, có màu đen với vỏ dày và cứng cáp. Nhờ có lớp vỏ đỏ, loại nho này có thể chống chọi lại đƣợc với sâu bệnh, ít bị hỏng và có thể chịu đƣợc những trận mƣa mùa hè. Quả nho nói chung và nho Cabernet sauvignon nói riêng rất tốt cho sức khỏe con ngƣời. Trong nho có nhiều đƣờng, vitamin C, axit linoleic, resveratrol, flavonoids. Đặc biệt là resveratrol là tác nhân chống ung thƣ, có 9 khả năng tìm và tiêu diệt các tế bào ung thƣ. Chúng có tác dụng giảm cholesteron, bảo vệ thành mạch máu trong cơ thể. Điều này giải thích tại sao uống rƣợu vang đỏ lại có tác dụng tốt cho tim mạch. Ngoài ra, nho còn giúp đào thải các chất độc trong cơ thể, làm tăng cƣờng sức đề kháng. Nho đƣợc sử dụng rất phổ biến, dùng để ăn tƣơi, dịch siro và chế biến rƣợu vang. 1.4. Nấm men trong sản xuất rƣợu vang 1.4.1. Sơ lược về nấm men Nấm men (Yeast, Lavure): là tên chung chỉ nhóm có cấu tạo đơn bào, thƣờng sinh sản bằng nảy chồi, cũng có khi theo hình thức phân cắt tế bào. Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong môi trƣờng chứa đƣờng và pH thấp : trong đất, trong nƣớc, trong không khí, trong lƣơng thực, thực phẩm, trong hoa quả [4]. 1.4.2. Hình thái cấu trúc tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae (S.cerevisiae) có dạng hình ovan hoặc hình trứng. Kích thƣớc nấm men 2-8µm x 4-10µm. Hình dạng này tùy thuộc vào tuổi của tế bào. Mặc dù cấu tạo đơn bào nhƣng nấm men mang đầy đủ tính chất của một cơ thể sống. Chúng có cấu tạo gồm: Thành tế bào: Thành tế bào nấm men đƣợc cấu tạo bởi hai lớp phân tử bao gồm 90% là hợp chất glucan và mannan, phần còn lại là protein, lipit và glucozamin. Glucan là hợp chất cao phân tử của D – Glucoza, mannan là hợp chất cao phân tử của D – Manoza. Trên thành tế bào có nhiều lỗ, qua đố chất dinh dƣỡng đƣợc hấp thu và các sản phẩm của quá trình trao đổi chất đƣợc thải ra. Màng nguyên sinh chất: Màng nguyên sinh chất của tế bào nấm men dày khoảng 8nm có cấu tạo tƣơng tự nhƣ màng nguyên sinh chất của vi khuẩn. Tế bào chất: Nấm men cũng nhƣ tế bào chất của vi khuẩn, độ nhớt của tế bào chất cao hơn của nƣớc 800 lần. 10 Nhân tế bào: Nhân tế bào nấm men là điển hình, có dịch nhân bên trong là chất dịch nhân. Cũng nhƣ nhân của tế bào sinh vật bậc cao, nhân của tế bào nấm men ngoài ADN còn có protein và nhiều loại men. Hạch nhân của tế bào nấm men không chỉ có một phân tử ADN nhƣ ở vi khuẩn mà có cấu tạo nhiễm sắc thể điển hình và có quá trình phân bào nguyên nhiễm gọi là gián phân. Quá trình gián phân gồm bốn giai đoạn nhƣ ở sinh vật bậc cao. Số lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào nấm men cũng khác nhau ở tế bào nấm men S. cerevisiae là nhóm phân bố rộng rãi nhất có nhiễm sắc thể đơn bội n = 17, ở thể lƣỡng bội 2n = 34. Ngoài ra nhiễm sắc thể trong nhân tế bào còn chứa từ 50 – 100 plasmid có cấu tạo một phân tử ADN dạng vòng kín có kích thƣớc 2mm có khả năng sao chép độc lập mang thông tin di truyền. Ty thể: Khác với vi khuẩn, nấm men đã có ty thể giống nhƣ ở tế bào bậc cao, đó là cơ quan sinh năng lƣợng của tế bào. Ty thể của nấm men có hình bầu dục, đƣợc bao bọc bởi hai lớp màng, màng trong gấp khúc thành nhiều tấm răng lƣợc hoặc nhiều ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt của màng trong tăng lên. Riboxom: Tế bào nấm men có hai loại: Loại 80S gồm 2 tiểu thể 60S và 40S nằm trong tế bào chất, một số khác gắn với màng tế bào chất. Một số nghiên cứu chứng minh rằng: Các riboxom gắn với màng tế bào chất có hoạt tính tổng hợp protein cao hơn. Loại 70S là loại riboxom có trong ti thể. Ngoài các cơ quan trên, nấm men còn có không bào và hạt dự trữ volutin. Bào tử: Nhiều nấm men có khả năng hình thành bào tử, đó là một hình thức sinh sản của nấm men. Có hai loại bào tử : bào tử bắn và bào tử túi [5],[6]. 1.4.3. Sinh sản của nấm men Nấm men có rất nhiều hình thức sinh sản bao gồm sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính, nhƣng phổ biến là sinh sản vô tính bằng cách nảy chồi. Khi tế bào phát triển đến một mức độ nhất định thì trên cơ thể nảy lên một chồi 11 nhỏ gọi là mầm. Các mầm này sẽ nhận một phần chất nhân và một phần chất nguyên sinh ở tế bào mẹ, chúng có thể tách ra khỏi tế bào mẹ và phát triển thành một tế bào độc lập và cũng có thể nảy chồi tiếp tục trên cơ thể mẹ, thời gian tách khoảng 20-30 phút. Nấm men cũng có hình thức sinh sản bằng bào tử. Bào tử túi đƣợc hình thành trong túi bào tử nhỏ gọi là nang, trong nang có từ 1-8 bào tử đôi khi có đến 12 bào tử. Đó là quá trình tạo bào tử riêng rẽ không qua quá trình tiếp hợp. Bào tử sau khi ra khỏi túi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành tế bào nấm men mới. Tiếp theo là quá trình nảy chồi [6]. 1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của tế bào nấm men Nước: Là thành phần không thể thiếu vì nó là môi trƣờng sinh sống của tế bào nấm men. Nguồn cacbon: Cacbon có trong tế bào chất, thành tế bào, các sản phẩm trao đổi chất của nấm men... Hợp chất cacbon chiếm vị trí hàng đầu trong đời sống của VSV, nó giúp nấm men sản sinh năng lƣợng, tạo ra các hợp chất cacbon, tạo tiền chất thực hiện phản ứng oxi hóa khử để biến những chất này thành sản phẩm trung gian xây dựng lên cấu trúc tế bào [10]. Oxy: Cần trong giai đoạn đầu giúp nấm men sinh trƣởng, tăng sinh khối hóa của quá trình lên men rƣợu diễn ra trong điều kiện yếm khí. Nguồn nito vô cơ và hữu cơ: Cung cấp cho tế bào để tổng hợp protein và các chất khác. Các nguyên tố khoáng: Sự trao đổi chất của tế bào nấm men cần các nguyên tố khoáng nhƣ: Mg, Ca, Co, S, P, Cu,... chúng đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành màng và nhân tế bào Cu, Ca, Mg là trung tâm chuyển hóa của nhiều loại enzim tham gia vào quá trình chuyển hóa đƣờng thành rƣợu. Vitamin: Một số loại vitamin nhƣ B1, E.. có tác dụng rất tốt đến sự sinh trƣởng và phát triển của nấm men. Nhiều loại vitamin có tác dụng tăng cƣờng sự hoạt hóa của một số enzim trong quá trình lên men rƣợu [16]. 12 1.5. Các VSV khác trong sản xuất rƣợu vang 1.5.1. Nấm mốc Nấm mốc phát triển ở quả, chất bã của quá trình sản xuất rƣợu vang, thùng chứa thiết bị hoặc do bụi, không khí đƣa đến. Đại diện: Rhixopus, Aspergillus. 1.5.2. Vi khuẩn lactic Vi khuẩn lactic trong dịch quả cũng nhƣ trong vang thƣờng gặp khá nhiều loại vi khuẩn lactic, trong đó có nhiều loài cần thiết cho quá trình sản xuất rƣợu 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, ngƣời ta xác định cả các vi khuẩn lactic đồng hình nhƣ: Lactobacillus plantanrum, L.casie và các chủng lên men lactich dị hình: L.buchneri, L.brevis đều có thể lên men. 1.5.3. VSV làm hỏng vang Trong rƣợu vang có khá nhiều vi sinh vật làm cho vang bị hỏng, bị đục, bị chua gắt. Các vi khuẩn hiếu khí : một số loại nấm men tạo trên bề mặt vang nhƣ : Candida, Zygopichia, Pichia..phân giải đƣờng thành các axit hữu cơ : axetic, citric làm cho vang bị đục, độ chua tăng, vị không ngon. Các chủng vi khuẩn thuộc Acetobacter oxy hóa lactic thành axit axetic và CO2. 1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men 1.6.1. Nhiệt độ Nhiệt độ lên men ảnh hƣởng trực tiếp đến các phản ứng sinh hóa trong tế bào nấm men. Nhiệt độ [...]... thái tế bào nấm men Kí hiệu cho các chủng nấm men thu đƣợc là T1, T2, T3 23 Hình 3.2 Chủng nấm men T1, T2, T3 trên môi trường thạch nghiêng 3.1.2 Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon 3.1.2.1 Xác định hoạt lực lên men của các mẫu nấm men T1, T2, T3 bằng phương pháp cân trọng lượng bình Cách tiến hành : Các mẫu nấm men T1, T2, T3 đƣợc lên men ở môi trƣờng lên men 3 (MT3)... sauvignon 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Phân lập chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon 3.2 Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang Cabernet sauvignon 3.3 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men 3.4 Lên men vang nho Cabernet sauvignon ở qui mô phòng thí nghiệm 3.5 Xây dựng qui trình sản xuất rượu vang ở qui mô phòng thí nghiệm 4 Ý nghĩa khoa học và... của chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Đƣa kết quả nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn sản xuất rƣợu vang nhằm sử dụng nguồn nguyên liệu ở địa phƣơng một cách hiệu quả và tạo ra một sản phẩm mới tiêu biểu và đặc trƣng cho vang Việt Nam 2 5 Điểm mới của đề tài Đề tài đã phân lập, tuyển chọn đƣợc chủng nấm men S cerevisiae T3 có khả năng lên men vang nho. .. lắng, lớp kết lắng cao nhất thì chủng tƣơng ứng có khả năng kết lắng cao nhất [3] 2.4.1.8 Phương pháp xác định tên khoa học của chủng nấm men đã được tuyển Việc xác định tên khoa học của chủng nấm men đã tuyển đƣợc xác định dựa trên các đặc tính sinh học của chủng nấm men nhƣ sau : Khả năng lên men các loại đƣờng Quan sát hình dạng tế bào nấm men trên kính hiển vi Khả năng đồng hóa các muối nitrat Sinh... lại, các chủng nấm men có hoạt lực lên men thấp hơn Chủng T3 có hoạt lực lên men mạnh nhất, sau đó là T2 và T1 3.1.2.4 Khả năng kết lắng của các chủng nấm men Hòa tan sinh khối nấm men thu đƣợc vào trong dung dịch đệm axetat rồi lắc trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút thời gian 3 – 5 phút và để lắng 15 phút Chúng tôi thu đƣợc bảng 3.4: Bảng 3.4 Khả năng kết lắng của 3 chủng nấm men Tên chủng T1 T2... lên men của các chủng lên men (g/100ml) sau 48h Trọng lƣợng bình Trọng lƣợng bình Lƣợng CO2 thoát ban đầu sau 48h lên men ra (g) (g) (g) T1 184,10 178,87 0,19 T2 188,60 188,00 0,6 T3 180,06 178,91 1,15 Tên chủng nấm men Qua bảng 3.1 ta thấy chủng T3 có lƣợng CO2 thoát ra nhiều hơn chủng 24 T1 và T2, chứng tỏ chủng T3 có hoạt lực lên men mạnh nhất 3.1.2.2 Nghiên cứu khả năng lên men đường Xác định khả. .. vang Nấm men sử dụng lên men rƣợu vang từ dịch nho Cabernet sauvignon phải đạt các yêu cầu sau:[20] Lên men đƣợc ở nồng độ đƣờng và nồng độ axit khá cao Có hiệu suất lên men cao Có khả năng kết lắng tốt và làm trong sản phẩm Tạo đƣợc hƣơng thơm đặc trƣng và không có vị lạ, không sinh độc tố Ổn định lâu dài trong sản xuất 3.1.1 Phân lập chủng nấm men từ dịch nho Nguyên liệu dung để sản xuất rƣợu vang. .. Xác định khả năng lên men đƣờng của các chủng nấm men thu đƣợc chúng tôi xác định HL đƣờng sót và nồng độ cồn trong dung dịch lên men Các chủng nấm men đƣợc đƣa vào môi trƣờng dịch quả 100ml, HL đƣờng 250(g/l), pH: 4, nhiệt độ 25 – 280C, số lƣợng giống ban đầu là 3,5 x 10 6 tế bào/ml kết quả nghiên cứu đƣợc dẫn ra bảng 3.2: Bảng 3.2 Khả năng lên men của các chủng nấm men trên môi trường lên men Chỉ tiêu... lại có vị của socola, mứt quả, hồ tiêu Vì vậy, với mong muốn tìm ra loại vang mang hƣơng vị riêng của Việt Nam từ nguồn nguyên liệu là nho Cabernet sauvignon tôi tiến hành đề tài nghiên cứu : Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon” 2 Mục đích nghiên cứu Tạo ra sản phẩm đặc trƣng là rƣợu vang đƣợc lên men từ nho Cabernet sauvignon 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Phân lập chủng. .. cứu Chủng nấm men S.cerevisiae phân lập đƣợc từ dịch nho Cabernet sauvignon 2.6 Địa điểm thực hiện đề tài Phòng thí nghiệm VSV, khoa Sinh – KTNN, Trƣờng ĐHSP Hà Nội 2 20 21 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân lập, tuyển chọn và xác định tên của chủng nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon Nấm men đóng vai trò quan trọng đối với toàn bộ qui trình sản xuất và chất lƣợng vang