Chương 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.5 VI SINH VẬT THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH LÊN MEN
1.5.1 Nấm mốc:
1.5.1.1 Khái quát:
Nấm mốc là loại nấm sợi điển hình vi sinh vật chân hạch, ở thể tản, tế bào không có diệp lục tố, một số sống cộng sinh với thực vật, khi cộng sinh với tảo đơn bào hoặc tập hợp đơn bào thì hình thành địa y. Vách tế bào cấu tạo chủ yếu là chitin, có hay không có celuloz và một số thành phần khác có hàm lượng thấp.
Nấm mốc có kích thước nhỏ, không có quả thể, không có sắc tố, thuộc nhóm nấm bất toàn, chúng có đời sống dị dưỡng (kí sinh hoặc hoại sinh) [23].
1.5.1.2 Vai trò:
Trong quá trình lên men rượu từ nguyên liệu tinh bột thì nấm mốc có vai trò là thủy phân tinh bột thành đường nhờ hệ enzyme amylase. Tùy vào từng phương pháp khác nhau mà người ta dùng các giống nấm mốc khác nhau.
Đối với phương pháp men thuốc bắc và amylo thì thường dùng các nấm mốc thuộc giống Mucor sp. va Rhizopus sp. để thực hiện quá trình đường hóa. Đối với phương pháp myco-malt thì dùng các loài nấm mốc thuộc giống Aspergillus [16].
1.5.1.3 Điều kiện phát triển:
Hầu hết các loài nấm mốc không cần ánh sáng trong quá trình sinh trưởng. Tuy nhiên, có một số loài lại cần ánh sáng trong quá trình tạo bào tử. Nhiệt độ tối thiểu cần cho sự phát triển là từ 2°C đến 5°C, tối hảo từ 22°C đến 27°C. Nấm mốc có thể phát triển tốt ở môi trường acid (pH=6) nhưng pH tối hảo là 5 - 6,5 [4].
Oxi cũng cần cho sự phát triển của nấm mốc vì chúng là nhóm hiếu khí bắt buộc. Nấm mốc không có diệp lục tố nên chúng cần được cung cấp dinh dưỡng từ bên ngoài (nhóm dị dưỡng), một số sống sót và phát triển nhờ khả năng ký sinh (sống ký sinh trong cơ thể động vật hay thực vật) hay hoại sinh (saprophytes) trên
Trang 32 xác bã hữu cơ, cũng có nhóm nấm rễ hay địa y sống cộng sinh với nhóm thực vật nhất định. Theo Alexopoulos và Mims (1979) cho biết nguồn dưỡng chất cần thiết cho nấm được xếp theo thứ tự sau: C, O, H, N P, K, Mg, S, B, Mn, Cu, Zn, Fe, Mo và Ca [4].
1.5.1.4 Các loài nấm mốc thường gặp trong công nghệ lên men
Một số nấm mốc thường gặp trong lên men: Aspergillus niger, Aspergillus awamori, Aspergillus usami, Aspergillus oryzae, Mucor sp., Rhizopus, Penicillium.
1.5.2 Nấm men:
1.5.2.1 Khái quát:
Nấm men là nấm đơn bào, có nhân thật, thường có hình bầu dục, tuy nhiên tùy loài mà tế bào nấm men có thể có hình cầu, hình trứng, hình elip, ... Kích thước tế bào nấm men lớn gấp 10 lần vi khuẩn, đường kính khoảng từ 1-5μm và dài khoảng 5-30μm . Các loài nấm men có khuẩn ty hoặc khuẩn ty giả [15].
Thành tế bào nấm men có đến 80% là polysaccharide, trong đó các hợp chất mannan, glucan và chitine là rất quan trọng, một lượng nhỏ lipit, phần còn lại là protein có thể đến 10 - 20%, trong đó gần một nữa là mannoprotein, chúng tạo thành 3 lớp của thành tế bào nấm men.
Màng tế bào chất cấu tạo chủ yếu là protein (50% khối lượng khô), còn lại là lipit (40%) và một ít polisaccarit. Nhân của tế bào nấm men được bao bọc bởi một màng nhân như ở các sinh vật có nhân thật khác. Màng nhân có cấu trúc hai lớp và có rất nhiều lỗ thủng. Ti thể của nấm men cũng giống như các nấm sợi và các sinh vật có nhân khác. Các tế bào nấm men khi già sẽ xuất hiện không bào chứa các enzim thủy phân, poliphotphat, lipoit, ion kim loại… [15]
Trong sản xuất rượu thường sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Saccharomyces cerevisiae là loài nấm men lên men nổi, có hình dạng chủ yếu hình cầu hoặc ovan với kích thước 5 - 10μm. Thời gian thế hệ của Saccharomyces
Trang 33
cerevisiae là 120 phút. Đây là đặc điểm quan trọng được con người lợi dụng để sản xuất nhiều sản phẩm hữu ích như rượu, bia.
Nói chung nấm men thường ở trạng thái đơn bào, đa số sinh sản theo cách nảy chồi, cũng có khi sinh sản theo lối phân cắt tế bào, nhiều loại có khả năng lên men đường, thành tế bào có chứa mannan, thích nghi với môi trường có nồng độ đường cao và có tính acid.
Hình 1.7: Nấm men Saccharomyces cerevisiae
Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên, nhất là trong môi trường có chứa đường, có pH thấp, chẳng hạn như trong hoa quả, rau dưa, mật mía, rỉ đường, …
1.5.2.2 Vai trò:
Trong sản xuất rượu người ta thường dùng những chủng nấm men thuộc giống Saccharomyces spp., các chủng nấm men lên men rượu cần phải có những tính chất sau:
-Có sức phát triển mạnh trong dịch đường lên men.
-Có khả năng tiết ra hệ enzyme zyma nhiều để lên men nhanh và hoàn toàn. -Có thể lên men được ở nhiệt độ đối cao.
-Có khả năng chịu được độ cồn cao trong quá trình lên men. -Chịu được môi trường có độ axit cao.
Trang 34
1.5.2.3 Điều kiện phát triển:
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển nấm men cần những nguồn dinh dưỡng như: nguồn cacbon thường là các loại đường, nguồn nitơ, các nguyên tố khoáng và các chất sinh trưởng.
Saccharomyces cerevisiae: là loài thường dùng trong lên men, có khả năng lên men nhiều loại đường khác nhau như glucose, maltose, galactose. Chúng có khả năng lên men ở nhiệt độ cao (36 ÷ 40°C), có khả năng chịu được độ axit. Đặc điểm quan trọng hơn hết đó là có khả năng lên men nhiều loại nguyên liệu khác nhau như gạo, ngô, khoai, sắn, với lượng đường trong dung dịch từ 12 ÷14% có khi 16 ÷18%. Nồng độ rượu trong dung dịch lên men 10 ÷12%. Nhiệt độ lên men thích hợp là 28 ÷ 32°C [9].
Đặc biệt chúng có khả năng chịu được thuốc sát trùng Na2SiF6 với nồng độ 0,02 ÷ 0,025%. Đặc điểm này rất thuận lợi cho lên men khi cần sử dụng thuốc sát trùng [9].
Trang 35