Bố sung D-Glucose, KH2PO4, (NH4)2S04.
4.1. Mật số nấm men theo thòi gian nhân giống cho các mẫu lên men khác nhau
Ket quả khảo sát thời gian nhân giống nấm men trong môi trường khoai tây ở điều kiện nhiệt độ phòng (25-^30°C), thông khí trên máy lắc với tốc độ 150 vòng/phút được thể hiện ớ bảng 4.1. và hình 4.1.
Bảng 4.1. Mật số nấm men (cfu/ml) theo thòi gian nhân giống ỏ’ các thế tích môi trưòng nuôi cấy khác nhau
300ml □ 400ml 500ml
Hình 4.1. Đồ thị biếu diễn mật số nấm men (log cfu/ml) theo thời gian nuôi cấy
Thí nghiệm khảo sát thời gian nhân giống nấm men nhằm mục đích xác định thời gian thích hợp để bố sung men giống vào mẻ lên men. Khi môi trường nuôi cấy đạt mật số nấm men 108 cfu/ml, bổ sung men giống vào bồn lên men theo tỉ lệ thể tích xác định để mật độ nấm men ban đầu trong bồn lên men là 1 o5 cfu/ml.
Ket quả thể hiện ở bảng 4.1 và hình 4.1, cho thấy mật số nấm men đạt đến yêu cầu 108 cfu/ml có thể đạt được sau khi nuôi cấy 22 giờ ở tất cả các thể tích nuôi cấy. Kết quả trên có thế được giải thích theo đường cong sinh trưởng của nấm men được chia thành 4 giai đoạn thê hiện ở hình 4.2.
Thời gian (giờ)
Thời gian Thế tích nhân giống (ml)
(giờ) 300 400 500 2 2,50.105a l,84.105a 2,23.105a 4 3,05.105a 2,85.105a 2,77.105a 6 9,65.105a l,02.106a l,05.106a 8 2,38.106a 3,44.106ab 2,44.106a 10 8,86-1 o6 ab 7,94.106abc 8,88-1 o6 ab 12 l,70.107abc 1,45.107 bc 1,44.1 o7 abc 14 2,81.107bc 1,89.107 cd 2,79.107bcd 16 3,36.107cd 3,15.1 o7 d 3,86-1 o7 cd 18 4,88.107d 5,18.107C 4,90.107d 20 7,80.107e 9,26.107f 8,51.107 c 22 1,34.108f 2,26.108s l,59.108f 24 2,07.108g 2,35.108g 2,14.108g
Ghi chú: Các nghiệm thức đi kèm với các chữ giông nhau thê hiện sự khác biệt không ý nghĩa trên cùng một cột với mức ỷ nghĩa 5%.
Pha tiềm phcit (pha lag):
Khi cấy nấm men vào một môi trường mới, số lượng nấm men thường không tăng lên ngay, đó là giai đoạn tiềm phát hay pha lag. Vì lý do đó, trong 4 giờ đầu mật số nấm men vẫn ở 105cfu/ml bằng với mật số nấm men ban đầu cấy vào môi trường.
Trong giai đoạn này tế bào chưa phân cắt ồ ạt nhưng thế tích và khối lượng tăng lên rõ rệt do có sự tăng các thành phần mới của tế bào. Nguyên nhân là do tế bào ở trạng thái già, thiếu hụt ATP, các cofactor cần thiết và ribosome. Thành phần môi trường mới không giống môi trường cũ cho nên tế bào cần một thời gian nhất định đế tống hợp các enzyme mới nhằm sử dụng được các chất dinh dưỡng mới. Các tế bào cũng có thể bị thương tổn và cần một thời gian để hồi phục.
Giai đoạn tiềm phát dài hay ngắn liên quan đến bản thân từng loại vi sinh vật và tính chất của môi trường. Neu tính chất hóa học của môi trường mới sai khác nhiều với môi trường cũ thì giai đoạn tiềm phát sẽ kéo dài (Nguyễn Lân Dũng, 2009).
- Pha chỉ số (pha log):
Trong giai đoạn này nấm men sinh trưởng và phân cắt với nhịp độ tối đa so với bản tính di truyền của chúng nếu gặp môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp. Nhịp độ sinh trưởng của chúng là không thay đối trong suốt giai đoạn này, các tế bào phân đôi một cách đều đặn nên từ giờ thứ 6, đường cong logarit (hình 4.1) bắt đầu đi lên. Các tế bào nấm men ở giai đoạn này đồng đều, kích thước to (hình 4.3) vì chúng đã thích nghi tối đa với môi trường mới có đầy đủ chất dinh dưỡng, các quá trình đồng hóa diễn ra mạnh mẽ, quần thể nấm men sinh sản theo cấp số nhân.
Hình 4.3. Tế bào nấm men Saccharomyces dòng SM2 phân lập từ nưóc thốt nốt
Bố sung nấm men giai đoạn này vào môi trường lên men rượu, quá trình lên men sẽ nhanh chóng hơn vì nấm men đang phát triến mạnh ở pha chỉ số, tế bào to, hoạt lực mạnh sẽ nhanh chóng thích nghi với môi trường mới và nhanh chóng đạt mật số tối ưu trong môi trường lên men.
Pha cân bằng động và pha suy vong:
Thí nghiệm khảo sát không tiến hành đến giai đoạn phát triển cân bằng động và giai đoạn suy vong của quần thể nấm men. Tuy nhiên, qua giai đoạn logarit sự sinh trưởng của quần thể cuối cùng sẽ dừng lại, đường cong sinh trưởng đi ngang rồi đi dốc xuống. Nguyên nhân chủ yếu là sự hạn chế của chất dinh dưỡng và oxy. Vi sinh vật hiếu khí thường bị hạn chế bởi nồng độ oxygen. Oxygen thường hòa tan ít trong nước, Ơ2 trong nội bộ môi trường rất nhanh chóng bị tiêu thụ hết, chỉ có các vi sinh vật sinh trưởng ở bề mặt môi trường mới có đủ nồng độ 02 để sinh trưởng. Vì vậy khi nuôi cấy vi sinh vật phải sử dụng tới máy lắc hay các biện pháp thông khí khác.
Việc tiêu hao chất dinh dưỡng và việc tích lũy các chất thải độc hại sẽ làm tổn thất đến môi trường sống của vi sinh vật, làm cho số lượng tế bào sống giảm xuống không ngừng, tế bào còn sống có kích thước nhỏ và già cõi, hoạt lực yếu.
Do đó, khi lên men, không bố sung men giống ở hai giai đoạn sinh trưởng này vào môi trường lên men. Men giống ở giai đoạn này sẽ mất nhiều thời gian đế thích nghi với môi trường mới, đê tăng nhanh sinh khối và làm chậm tiến trình lên men, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang thành phẩm.