- Cabohydraza
2.2.3.2 Sự khác nhau về công nghệ lên men
Tên gọi nấm men nổi hay nấm men chìm xuất phát từ quan sát quá trình lên men. Nấm men nổi nổi lên bề mặt dịch trong và cuối q trình lên men chính, trong khi đó nấm men chìm lắng xuống đáy thiết bị khi kết thúc lên men chính.
Nấm men chìm cịn chia ra 2 loại tuỳ thuộc khả năng kết lắng của nó là nấm men bụi và nấm men kết bơng. Nấm men bụi là lồi nấm men phân ly mịn trong dịch lên men và lắng từ từ khi kết thúc lên men chính. Nấm men kết bơng là lồi nấm men có thể kết dính với nhau trong thời gian ngắn khi kết thúc lên men chính và tạo thành khối kết bơng lớn nên lắng nhanh xuống đáy thiết bị. Cịn lồi nấm men nổi khơng có khả năng này.
Nấm men chìm kết bơng rất có ý nghĩa quan trọng trong thực tế sản xuất bia, làm cho bia nhanh trong nhưng khả năng lên men hết đường không bằng nấm men bụi và nấm men nổi. Ngoài ra nhiệt độ lên men của mỗi chủng cũng khác nhau. Nấm men chìm có thể lên men 4 – 120C, nấm men nổi là 14 – 250C.
Hầu hết các chủng nấm men đều nhạy cảm với mơi trường có nồng độ axit cao, ví dụ như axit pyruvic giải phóng ra theo con đường EMP. Do vậy, trong q trình tiến hố, tự bản thân chúng đã hình thành một cơ chế “giải độc axit “ bằng cách chuyển hoá axit pyruvic thành rượu etylic và CO2, rồi sau đó cả hai chất này đều được bài tiết ra khỏi tế bào nấm men. Kết quả của chuỗi phản ứng này là NADH được tạo thành trong quá trình glucolytic lại bị ơxy hố thành dạng NAD+, chất này sau đó lại xuất hiện trong q trình chuyển hố glucoza tiếp theo. Bằng cách này, nấm men có thể liên tục phát triển và chuyển hoá đường, phản ứng tạo thành rượu etylic có thể viết như sau:
Axit pyruvic cịn đóng vai trị trung gian cho nhiều q trình chuyển hố các chất quan trọng khác như este, cacbonyl và các rượu bậc cao.
Trong những năm vừa qua, nhiều khái niệm về các giống khác nhau đã được sử dụng để phân loại nấm men một cách có hệ thống. Mặc dù đã thu được những tiến bộ đáng kể, đặc biệt là có sự trợ giúp của sinh học phân tử nhưng còn xa mới đạt được một hệ thống phân loại hoàn thiện. Do vậy, cần thiết phải có một phương pháp xác định đáng tin cậy để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó có sự tuyển chọn các vi sinh vật thích hợp cho các q trình lên men cơng nghiệp, như q trình lên men bia....
Tại các trung tâm lưu giữ nấm men, người ta quan tâm nhiều đến cấp độ chủng và đã có ít nhất 1000 chủng nấm men khác nhau thuộc loài S. cerevisiae đã được xác định. Chúng bao gồm các chủng nấm men bia, rượu vang, rượu cồn và nấm men bánh mì.... Khó khăn gặp phải khi tiến hành phân loại các giống nấm men bia là các nhà phân loại nấm men thường bỏ qua những điểm khác nhau rất nhỏ giữa các giống nấm men, những yếu tố mà theo họ là không quan trọng, nhưng thực tế đối với nhà sản xuất chúng lại có tầm quan trọng rất lớn về mặt kỹ thuật. Hiện nay, nấm men bia có hai lồi chính đó là nấm men chìm S. carlsbergensis và nấm men nổi S. cerevisiae ngoài các đặc điểm nêu trên, giữa chúng có nhiều đặc điểm sinh hoá khác nhau dựa vào năng lực lên men đường disacarit melibioza của chúng. Ở loài S. carlsbergensis có chứa các gen MEL. Các gen này tạo ra enzym ngoại bào là a- galactosidaza (melibiaza) có khả năng chuyển hố đường melibioza. Trong khi đó S. cerevisiae khơng chứa gen MEL do đó khơng chuyển hố được đường melibioza. Cũng có thể dựa vào nhiệt độ phát triển để phân biệt sự khác nhau rõ rệt giữa chúng do nấm men nổi có thể phát triển ở 370C, cịn nấm men chìm lại khơng có khả năng phát triển ở nhiệt độ này
S.carlbergensis
Raffinoza: Galactoza --> Glucoza + Fructoza Melibioza Invertaza
S. cerevisiae (khơng có enzym Melibiaza)
Raffinoza: Galactoza --> Glucoza - Fructoza
Theo công nghệ sản xuất bia truyền thống, nấm men chìm thường lên men ở nhiệt độ từ 7 – 150C. Khi kết thúc quá trình lên men chúng kết lắng xuống đáy thiết bị. Còn lên men nổi thực hiện ở điều kiện nhiệt độ từ 18 - 220C, cuối quá trình lên men các tế bào nấm men kết thành chùm và bị hấp thụ vào các bọt khí CO2 rồi nổi lên trên bề mặt dịch lên men. Như vậy đối với sản xuất bia bằng phương pháp lên men nổi, nấm men được tách khỏi bia bằng cách hớt bọt, cịn ở lên men chìm thì xả cặn ở dưới đáy thiết bị lên men