thành phần và vai trò của hệ vi sinh vật trong bánh men rượu truyền thống và hiện đại

Phần I: Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề Rượu đồ uống có từ lâu đời Trong sống, biết sử dụng hợp lí rượu tốt cho sức khoẻ, cần thiết giao tiếp Rượu đồ uống có rượu chiếm vị trí đáng kể công nghiệp thực phẩm Chúng đa dạng tuỳ theo truyền thống thị hiếu người tiêu dung mà nhà sản xuất làm nhiều loại rượu mang tên khác Trong sản xuất rượu, hệ vi sinh vật bánh men đóng vai trò quan trọng Chúng góp phần chuyển hoá chất từ nguyên liệu thành đường từ đường thành rượu nhờ trình đường hoá lên men Chúng với nguyên liệu tạo nên chất lượng rượu Vậy tiến hành đề tài “ thành phần vai trò hệ vi sinh vật bánh men rượu truyền thống đại” 1.2 Mục đích, yêu cầu Phân lập xác định thành phần đặc điểm hình thái loại vi sinh vật bánh men rượu truyền thống đại Phần II: Tổng quan I Tình hình sản xuất nước Rượu có từ lâu đời Trên giới có nhiều loại rượu khác Gồm -Rượu lên men túy: Rượu lên men từ nguyên liệu có chứa đường tinh bột có nồng độ thấp VD: Rượu vang, rượu táo sake, cơm rượu… -Rượu cất : dung nguyên liệu có chứa đường tinh bột, sau lên men đem cất lại Đây thuộc loại rượu nặng như: Brandy, Whisky, Rhum Vodka… -Rượu pha chế : Rượu lên men pha thêm đường, hương liệu dược liệu…mà thành Như thú rượu bổ, rượu sâm, cocktail II Tình hình sản xuất rượu Việt Nam Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ công có từ ngàn xưa chưa có tài liệu cho biết xác có từ Ở miền núi, đồng bào dân tọc dung gạo, ngô, khoai, sắn nấu chin cho lên men, men lấy từ số nuôi cấy khiết Sản phẩm tiếng rượu cần Ở đồng bằng, nhân dân biết nuôi cấy phát triển nấm mốc, nấm men thiên nhiên môi trường thích hợp, gạo nguyên liệu khác có chứa tinh bột nấu chín Sau loạt nhà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột, rỉ đường thành lập Hà Nội, Nam Định, Hải Dượng… Có nhiều loại bánh men sản xuất công nghiệp bánh men Nàng Hương, bánh men ngọt… Phần III: Nội dung I Công nghệ sản xuất rượu 1.1 Nguyên liệu: 1.1.1 Tinh bột Gạo, ngô, khoai, sắn chứa nhiều tinh bột, nguyên liệu để sản xuất rượu.Các nguyên liệu cần phải nấu chín để màng tinh bột bị phá vỡ, tinh bột chuyển sang dạng dễ tan Sau hệ enzyme amylaza tác dụng phân giải tinh bột dễ dàng chuyển đường thành rượu 1.1.2 Rỉ đường Trong rỉ đường chất khô chiếm 80-85%, nước 15-20% Trong chất khô đường chiếm 60% Trong 25-30 % sacroza, 20-25% đường khử (glucoza, fructoza) lại chất phi đường 1.2 Các phương pháp sản xuất rượu 1.2.1 Tổng hợp hoá học 1.2.2 Lên men - Phương pháp amylaza: chọn nấm mốc vừa có khả đường hoa svừa có khả rượu hoá Nhưng dễ bị nhiễm khuẩn - Phương pháp myco-malt: dùng nấm mốc sinh nhiều enzyme amylaza (chủ yếu α-amylaza, glucoamylaza dextrinlaza) để đường hoá tinh bột tạo hỗn hợp dextrin cuối, maltoza glucoza 1.3 Quy trình sản xuất Nguyên liệu thô – ngâm nước – Đun sôi chin – Trộn đường – Lên men – Chưng cất – Tinh chỉnh tái chưng cất – Nơi chứa rượu – Đóng chai 1.4 Bánh men rượu -Men rượu truyền thống lờm hộ gia đình theo kinh nghiêm, chưa đăng kí nhẵn hiệu hang hoá chưa chứng nhận an toàn thực phẩm… -Men rượu công nghiệp men rượu sản xuất quy mô công nghiệp doanh ghiệp sản xuất có chứng nhận chất lượng quan quản lý có thẩm quyền Mọi thông tin liên quan sản phẩm yêu cầu bắt buộc phải công bố như: thành phần, độ an toàn, liều dùng … II Thần phần vi sinh vật bán men 2.1 Nấm men: Trong sản xuất rượu người ta thường dung nòi nấm men thuộc giống Saccharomyces cerevisiae Giữa nòi có đặc điểm khác Đối với lên men dịch đường từ tinh bột thường dung số nòi khác với lên men dịch rỉ đường Các nòi lên men rượu cần phải có tính chất sau: +Có sức phát triển mạnh dịch đường lên men +Có khả tiết hệ enzyme zyma nhiều để lên men nhanh chóng hoàn toàn +Có thể lên men nhiệt độ tương đối cao mùa hè +Có khả chịu độ cồn cao trình lên men +Chịu môi trường có độ axit cao -Có cấu tạo đơn bào thường sinh sản cách nảy chồi phân cắt -Saccharomyces cerevisiae loài nấm men lên men nổi, có hìng dạng chủ yếu hìng cầu ovan với kích thước 7-10 µm Saccharomyces Cerevisiae cells observed at the microscope -Khuẩn lạc có màu vàng, vách tế bào có màu sẫm Trong nguyên sinh chất có hạt màu tím Đây hạt tinh bột dự trữ tế bào YGD Agar - Saccharomyces cerevisiae - Saccharomyces cerevisiae loài kỵ khí không bắt buộc -Trong điều kiện có oxy, phát triển sinh khối Trong điều kiện oxy, chuyển đường thành rượu -Có khả lên men nhiều loại đương khác (glucose, saccharose, fructose, mantose) -.Nhiệt độ tối ưu 25-30°C, 40°C men ngừng sinh trưởng chết 2.2 Nấm mốc 2.2.1 Aspergillus a) Aspergillus oryzae -Thường có màu vàng già nên gọi nấm màu vàng hoa cau Aspergill us oryzae acts on the nutrients of the soy to break down -Chiều cao cuống sinh bào tử -2 mm -Khi phát triển, hệ sợi có màu trắng, sau chuyển dần sang màu vàng lục già chuyển hẳn sang màu vàng -Phát triển khoảng nhiệt độ rộng( 15- 40oC), nhiệt độ tối ưu 30-32oC -Khả sinh enzym mạnh, chủ yếu loại enzym :amylaza, proteaza, mantaza, invectataza, catalaza b) Aspergillus flavus -Cũng gọi mốc vàng giống A oryzae, khác kích thước nhỏ hơn, tầng cuống hình chùy mang đính bào tử khuẩn lạc có màu trội xanh lục -Lúc đầu khuẩn lạc mốc có màu vàng sáng, sau chuyển thành màu nâu oliu Chiều cao cuống sinh bào tử 0.4-1mm -Mốc sinh hệ enzym giống dùng làm tác nhân ổn định bia Ở số môi trường có chất béo (trên lạc ) mốc sinh độc tố aflatoxin c) Aspergillus niger -Thường gọi mốc đen -Khi phát triển sợi nấm màu trắng, sau sẫm lại không hoàn toàn đen -Bào tử chúng có màu đen tuyền Từ sợi chúng phân nhánh tạo 2-4 nhánh sợi nhỏ Từ nhánh phát triển thành đính bào tử từ phát triển thành bào tử màu đen A single conidiophore of the mold Aspergillus niger The tiny brown dots are its spores (conidia) Aspergillus Ni Niger Aspergillus Niger -Nấm sợi có khả tạo nhiều enzym khác như: amylaza, invertaza, maltaza, proteaza, pectinaza, cellullaza, glucozoxydaza Proteaza mốc hoạt động ph 2.5- 3.5 , A oryzae không hoạt động vùng pH -Aspergillus niger có hoạt tính amylaza đương hóa khác chủng khau -Một số chủng sử dụng để đương hóa tinh bột sản xuất rượu mật bột (xiro glucoza) Mốc chịu pH thấp , hiệt độ thích hợp 30 -33°C dễ dàng phát triển môi trường tinh bột d)Aspergillus awamori Aspergillus usamy gần với A niger có khả sinh nhiều dextrinaza glucoamylaza, amylazáinh trung bình Mốc dùng nhiều công nghiệp rượu để đồng hóa tinh bột 2.2.2 Penicilium sp (nấm chổi) Penicillium spp -Bộ phận mang bào tử có dạng phân nhánh hình chổi Morphological structures and types of conidiophore branching in Penicillium.a simple; b one-stage branched; c two-stage branched; d three-stage branched (Samson et al., 1984) -Cuống phân nhánh 1,2,3 tầng, thể bình đến bào tử đính Các phận thể chổi phát triển đối xứng với trục cuống không -Các mốc Penicilium th ờng g ặp c ó m àu xanh V th ờng đ ợc g ọi l m ốc xanh Penicillium chrysogenum enicillium -Có khả sinh cellulaza, 2.2.3 Mucor -Màu trắng bọc bào tử hình cầu màu trắng nhạt màu -Mucor có hệ sợi hình ống, dạng nhung len, thân bò (stolon), cuống bọc bào tử dựng đứng, luôn tận bọc bào tử, đơn độc phân nhánh Mucor Mucor Mucor-rouxii.JPG -Mucor mọc hạt, thức an gia súc, thực phẩm bị ẩm tạo thành lớp lông tơ màu xám -Một số loài có khả lên men oxy hóa Khả sinh enzym proteaza, amylaza -Chúng dùng sản xuất axit hữu cơ, rựou chế phẩm enzym 2.2.4 Rhizopus sp Rhizopus spp Rhizopus sp asexual sporangia Rhizopus sp sexual zygospores -Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu Rhizopus sp Rhizopus is a common mold found on decaying fruits, in soil and house dust, and frequently in the air Rhizopus grows rapidly and produces countless, easily aerosolized spores Human infections or diseases are rare -Bào tử kín, phân nhánh Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau -Khả sinh enzym proteaza, amylaza, Storage molds associated with marijuana Left to right: Rhizopus nigrans, Mucor hiemalis, Penicillin chrysogenum, P italicum, Aspergillus flavus, A fumigatus, A niger Top row: sporangia and conidial heads crosssectioned to reveal internal structures, with M hiemalis demonstrating spore release after sporangium dehiscence (400 x) Bottom row: natural habit of these fungi (25 x) From Bush Doctor (1987 3.3 Giả nấm men Edomycopsis fibuliger -Là loại giả nấm men giàu amylaza glucoamylaza Có tính chất tương tự Sac Cerevisiae Endomycopsis blastoconida tjv Endomycopsis -Tế bào Edomycopsis có hình dài nối tiếp thánh dạng sợi gọi khuẩn ty (mycelium) -Sinh sản dinh dưỡng nảy chồi -Vừa có khả đường hóa vừa có khả rượu hóa (lên men glucose va maltose) -Enzym glucoamylaza từ nấm men Endomycopsis filligenes có pH hoạt đọng 4.8; enzym bền vùng pH=4-5, nhiệt độ thích hợp cho enzym hoạt động 50oC 2.4 Vi khuẩn Chủ yếu vi khuẩn lactic vi khuẩn acetic thường làm chua môi trường dịch lên men có oxy -Sarcina ventriculi: EMP, pyruvatdecacboxylaza Glucoza + 2ADP +2Pvc = Etanol +2 CO2 + 2ATP -Zymomonas mobilis: Glucoza +ADP + Pvc = Etanol + 2CO2 + ATP -Vi khuẩn Latic vi khuẩn đường ruột III Vai trò loại vi sinh vật trình lên men rượu Hệ vsv bánh men tham gia trình chuyển hóa chất -Giai đoạn đầu vi khuẩn phát triển hình thành axit hữu cơ(axit hoá dịch đ ường trước lên men) pH giảm xuông tạo điều kiện cho loài nấm mốc phát triển, nấm men bắt đầu phát triển (tốc độ phát triển yếu nấm mốc) -Quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường : nhờ nấm mốc Aspergillus sp, Rhizopus sp, Mucor sp , Endomycopsis tạo amylase (alphaamylase, glucoamylase) -Quá trình chuyển hóa đường thành rượu nhờ loài nấm men Saccharomyces, loài nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus dellama loài thuộc Endomycopsis vừa có khả chuyển hóa tinh bột thành đường, vừa có khả chuyển hóa đường để tạo thành cồn -Trường hợp dùng vi khuẩn lactic phổ biến, thực tế sản xuất cho thấy dùng nhóm vi khuẩn đảm bảo trình lên men thuận lợi hơn, nâng cao dinh dưỡng cho nấm men (vi khuẩn lactic tích tụ hợp chất nitơ dễ nấm men đồng hóa ) tăng hiệu suất tạo thành rượu Phần IV: Kết luận Nghiên cứu thành phần loại vi sinh vật, tìm hiểu hình dáng cấu tạo chúng giúp nhận biết loại trình phân lập hệ vi sinh vật bánh men rượu Từ đó, đề nhiều hướng nghiên cứu điều kiện môi trường nuôi cấy, tăng hiệu suất trình sản xuất rượu [...]... dùng nhóm vi khuẩn này đảm bảo quá trình lên men thuận lợi hơn, nâng cao được dinh dưỡng cho nấm men (vi khuẩn lactic tích tụ các hợp chất nitơ dễ được nấm men đồng hóa ) và tăng được hiệu suất tạo thành rượu Phần IV: Kết luận Nghiên cứu thành phần các loại vi sinh vật, tìm hiểu hình dáng cấu tạo của chúng giúp chúng ta nhận biết được từng loại trong quá trình phân lập hệ vi sinh vật bánh men rượu Từ... +ADP + Pvc = 2 Etanol + 2CO2 + ATP -Vi khuẩn Latic là vi khuẩn đường ruột III Vai trò của mỗi loại vi sinh vật trong quá trình lên men rượu Hệ vsv trong bánh men tham gia các quá trình chuyển hóa cơ chất -Giai đoạn đầu vi khuẩn phát triển hình thành các axit hữu cơ(axit hoá dịch đ ường trước khi lên men) pH giảm xuông tạo điều kiện cho các loài nấm mốc phát triển, nấm men cũng bắt đầu phát triển (tốc... bột thành đường : nhờ nấm mốc Aspergillus sp, Rhizopus sp, Mucor sp , Endomycopsis tạo ra amylase (alphaamylase, glucoamylase) -Quá trình chuyển hóa đường thành rượu nhờ các loài nấm men Saccharomyces, các loài nấm mốc Mucor rouxii, Rhizopus dellama và các loài thuộc Endomycopsis vừa có khả năng chuyển hóa tinh bột thành đường, vừa có khả năng chuyển hóa đường để tạo thành cồn -Trường hợp dùng vi khuẩn... ở các hạt, thức an gia súc, thực phẩm bị ẩm tạo thành một lớp lông tơ màu xám -Một số loài có khả năng lên men và oxy hóa Khả năng sinh enzym proteaza, amylaza -Chúng được dùng trong sản xuất axit hữu cơ, rựou và các chế phẩm enzym 2.2.4 Rhizopus sp Rhizopus spp Rhizopus sp asexual sporangia Rhizopus sp sexual zygospores -Màu trắng xám, rễ giả màu vàng, bọc bào tử hình cầu Rhizopus sp Rhizopus is... Doctor (1987 3.3 Giả nấm men Edomycopsis fibuliger -Là loại giả nấm men rất giàu amylaza và glucoamylaza Có tính chất tương tự như Sac Cerevisiae Endomycopsis blastoconida tjv Endomycopsis -Tế bào Edomycopsis có hình dài nối tiếp nhau thánh những dạng sợi gọi là khuẩn ty (mycelium) -Sinh sản dinh dưỡng bằng nảy chồi -Vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa (lên men glucose va maltose) -Enzym... hóa vừa có khả năng rượu hóa (lên men glucose va maltose) -Enzym glucoamylaza từ nấm men Endomycopsis filligenes có pH hoạt đọng là 4.8; enzym này bền ở vùng pH=4-5, nhiệt độ thích hợp cho enzym này hoạt động là 50oC 2.4 Vi khuẩn Chủ yếu là vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic thường làm chua môi trường trong dịch lên men có oxy -Sarcina ventriculi: EMP, pyruvatdecacboxylaza Glucoza + 2ADP +2Pvc = 2 Etanol... đó là các thể bình rồi đến bào tử đính Các bộ phận của thể chổi có thể phát triển đều đối xứng với trục cuống hoặc không -Các mốc Penicilium th ư ờng g ặp c ó m àu xanh V à th ư ờng đ ư ợc g ọi l à m ốc xanh Penicillium chrysogenum enicillium -Có khả năng sinh cellulaza, 2.2.3 Mucor -Màu trắng bọc bào tử hình cầu màu trắng hoặc nhạt màu -Mucor có hệ sợi hình ống, dạng nhung hoặc len, không có thân...bình Mốc này được dùng nhiều trong công nghiệp rượu để đồng hóa tinh bột 2.2.2 Penicilium sp (nấm chổi) Penicillium spp -Bộ phận mang bào tử có dạng phân nhánh hình chổi Morphological structures and types of conidiophore branching in Penicillium.a... chúng giúp chúng ta nhận biết được từng loại trong quá trình phân lập hệ vi sinh vật bánh men rượu Từ đó, đề ra nhiều hướng nghiên cứu về các điều kiện môi trường nuôi cấy, tăng hiệu suất trong quá trình sản xuất rượu ... frequently in the air Rhizopus grows rapidly and produces countless, easily aerosolized spores Human infections or diseases are rare -Bào tử kín, phân nhánh Phân bố rộng: đất, ngũ cốc, rau quả -Khả năng sinh enzym proteaza, amylaza, Storage molds associated with marijuana Left to right: Rhizopus nigrans, Mucor hiemalis, Penicillin chrysogenum, P italicum, Aspergillus flavus, A fumigatus, A niger Top row: