nghiên cứu cải tiến công nghệ sản xuất vang cẩm, lên men theo phương pháp tiếp dần nồng độ ở điều kiện tối ưu theo phương pháp hàm mong đợi

Mở đầu
Rợu vang gạo là loại rợu đặc sản có ở nhiều nớc, đặc biệt các nớc ở vùng
Châu á Thái Bình Dơng, nh Sake Nhật Bản, Takju Hàn Quốc, Tapuy của Philippin,
Brembali của Indonesia, và Khaomak của Thái Lan
ở Việt nam, công nghệ sản xuất rợu vang gạo cũng có từ rất lâu đời. Ngày
nay, mỗi năm Việt nam sản xuất khoảng 8-10 triệu lít rợu vang các loại [32]. Nhng
cha có loại rợu vang nào thật đặc trng cho Việt Nam. Sản phẩm tiêu thụ chủ yếu ở
thị trờng trong nớc. Rợu vang cẩm là một loại đồ uống đợc làm từ nguyên liệu gạo
cẩm đặc sản có giá trị dinh dỡng cao. Hiện nay để sản xuất rợu vang cẩm nhân dân
thờng dùng bánh men thuốc bắc hoặc men lá với hệ vi sinh vật vô cùng phong phú.
Nhng do qui trình sản xuất chủ yếu thông qua kinh nghiệm cổ truyền, công nghệ
cha ổn định nên dễ xảy ra tạp nhiễm, do đó chất lợng của sản phẩm còn hạn chế cha
đáp ứng đợc nhu cầu ngời tiêu dùng. Có nhiều nghiên cứu tập trung theo hớng hoàn
thiện và nâng cao chất lợng rợu vang cẩm đặc sản. Kết quả là có nhiều qui trình
công nghệ sản xuất rợu vang cẩm khác nhau chủ yếu là pha chế sau lên men, do đó
chất lợng cha cao, cha ổn định. Từ thực tế đó, mục tiêu của nghiên cứu này đợc đặt
ra là giải quyết một số vấn đề công nghệ trong sản xuất rợu vang cẩm nhằm cải
thiện chất lợng rợu vang cẩm không dùng cồn pha chế, lên men hoàn toàn bằng
nguồn nguyên liệu gạo cẩm giàu dinh dỡng sãn có của Việt Nam. Nội dung nghiên
cứu bao gồm:
1. Nâng cao chất lợng hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc. Xây dựng quy
trình sản xuất bánh men thuốc bắc.
2. Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu gạo cẩm thích hợp.
3. Tối u hoá điều kiện hoạt động xúc tác của enzim thuỷ phân tinh bột và protein.
4. Nghiên cứu cải tiến công nghệ sản xuất vang cẩm, lên men theo phơng pháp
tiếp dần nồng độ ở điều kiện tối u theo phơng pháp hàm mong đợi.
.
Chơng 1. Tổng quan
1.1. Lịch sử sản xuất rợu vang gạo
trên thế giới và khu vực
Châu - Thái Bình Dơng là vùng có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm thuận lợi

cho việc trồng ngũ cốc, đặc biệt là gạo và sự sinh trởng của mốc, là nơi có công
nghệ sản xuất rợu vang bằng nguyên liệu hạt ngũ cốc lâu đời nhất với nhiều sản
phẩm nổi tiếng có tên gọi khác nhau ở nhiều nớc trong khu vực. Trong cụng ngh
1
sn xut ung lờn men Trung Quc, nhiu loi nấm mc c dựng nh
Rhizopus, Mucor cùng với nm men từ chế phẩm giống. Nht Bn t th k th V
sau cụng nguyờn đã dùng chế phẩm Kyokushi gúp phn ln lao trong vic hon
thin cụng ngh sn xut Sake Nht Bn theo phng phỏp truyn thng. Sau ú, t
th k th V n th k th IX sau cụng nguyờn, Sake khụng ngng c phỏt trin
c v cht lng v s lng. T cui th k th X, Sake ó tr thnh sn phm
thng mi, v t ú vic sn xut Sake cú s khỏc bit dn vi phng phỏp dân
gian ban đầu, Sake phi c bo qun trong thi gian di hơn. Ngy nay sn xut
Sake kộo di t mựa thu n mựa xuõn và cú tờn gi khỏc nhau: Sake mựa ụng,
Sake mựa xuõn [79].
Phng phỏp s khai ng hoỏ nguyờn liu giu tinh bt l nghin nguyờn
liu ht v ngõm trong bỡnh cho s ng hoỏ xy ra nh xỳc tỏc ca amylaza
sẵn có trong nguyên liệu, sau ú l lờn men nh nm men t nhiờn. Mt phng
phỏp ng hoỏ khỏc rt ớt dựng trong quỏ trỡnh lờn men c truyn là dùng malt t-
ơng tự trong sn xut bia Chõu u. Qúa trình lờn men đợc tiến hành bằng nhng
ch phm giống nấm mc phát triển trờn nguyờn liu hoc ht đã hấp chín gi l
chu Trung Quc, nuruk Hn Quc, koji Nht Bn, ragi Nam chõu v
bakhar ranu hoc marchaar(murcha) n Đ, bỏnh men thuc bc Vit nam
(Bảng 1.1).

Bảng 1.1. Các loại bánh men rợu ở các nớc khác nhau [17], [79] và [108]
Tờn nc
Sản xuất
Tên gọi
Thnh phn
Nguyên liệu

Hỡnh dng
Bánh men
Hệ vi sinh vt
Trung
Quc
Chu Lỳa mỡ, lỳa mch,
ht kờ, go (ht
cũn nguyờn vn,
Go lt hoc bt)
Hỡnh ht hoc
hỡnh bỏnh
Rhizopus, Amolomyces
Hn Quc Nuruk Lỳa mỡ, go, lỳa Aspergillus
2
Meju
mạch (hạt nguyên
vẹn, gạo lứt)
Đậu tương (hạt
giống)
Bánh lớn
Hình tròn lớn
Rhizopus
Nấm men
Aspergillus,Rhizopus,
Bacillus, NÊm men
Nhật Bản Koji Lúa mì, gạo (dạng
hạt nguyên, gạo lứt
hoặc bột)
Hình hột Aspergillus
Indonesia Ragi Gạo (bột) Bánh nhỏ Amylomyces

Endomycopsis
Philippin Bubod Gạo, gạo nếp
(bột)
Bánh nhỏ Mucor, Rhizopus
Saccharomyces
Thai lan Loopang Cám Bột mịn Amylomyces
Aspergillus
Ấn độ Marchaa Gạo Bánh mỏng Hansenula anomala
Mucor fragilis
Rhizopus arrhizus
Việt nam Bánh men
thuốc bắc
Gạo (bột)
Thuốc bắc
Bánh nhỏ Aspergillus, Mucor
Rhizopus,nấmmen,
Endomycopsis.
Tài liệu đầu tiên về chu đã được tìm thấy trong sử học triều đại Chou (121÷
256 trước công nguyên), trong đó đã nói chu là yếu tố cần thiết cho việc sản xuất đồ
uống có cồn. Có thể dự đoán chu đã được con người khám phá từ trước thời kì này.
Theo tác phẩm Chi- Min- Yao- Shu của nhà văn Jia-Si-Xie viết theo Late –Wei thế
kỷ thứ VI, cã nhiều phương pháp làm chu. Việc sử dụng chu trong sản xuất rượu
vang gạo thường được thực hiện vào mùa xuân và mùa thu của Trung Quốc (từ thế
kỷ thứ VII đến thế kỷ thứ III trước công nguyên) và thời kỳ bắt đầu cuộc chiến
tranh ở Hàn Quốc (từ thế kỷ thứ nhất trước công nguyên đến thế kỷ thứ hai sau
công nguyên). C«ng nghÖ nµy đã được chuyÓn giao từ Hàn Quốc sang Nhật Bản ở
thế kỷ thứ III, theo nh÷ng bài vị tưởng niệm của những người đã qua ®êi vµ được
cất giữ trong lăng mộ Matsuo Taisha,ở Kyoto, Nhật Bản [108].
3
Chu thng c dựng nhiu vựng ụng Nam nh l ngun enzim cho

s thu phõn tinh bt sn xut ru vang go, thuỷ phân protein ở sa u nnh,
cỏ v nc st tht, bỏnh mỡ, v ung lờn men [67], [68], [72] và [102].
Chu thng c sản xuất vo thỏng 6 nhit khong 20 ữ 30
0
C min
Bc Trung Quc v Hn Quc. Có ba loại chu vàng là: huang- yi, huang -tcheng và
nu-chu. Ba loại này khác nhau về cách chuẩn bị. Chu cú mu vng ca Aspergillus
oryzae, hoc cú mu trng ca Rhizopus v Mucor. Chu vng c s dng rng rói
trong lờn men cn v sa u nnh. Chu vng huang -yi c lm t lỳa mỡ nghin,
ra sch, ngõm nc n tn khi chua v sau ú rỏo nc ri hp chớn. Sau khi ủ
m, nguyên liệu c ỏnh ng lờn v lỏ cõy khong 7 ngy si mc màu vàng
xuất hiện v bo t. Tiếp đến chu đợc em phi nng [70] và [71]. Chu vàng huang
- tcheng làm từ bt lỳa mch trn vi nc, viờn thnh bỏnh hỡnh trũn, hp chớn,
m v ph lỏ cõy lờn n khi mc phỏt trin trờn ú. Chu vàng nu- chu đợc sản xuất
từ gạo nấu chín, đợc nặn thành bánh sau đó cấy nấm mốc. Chu lúa mạch có xuất xứ
từ Bc Trung Quc v Hn Quc, trong khi ú chu go có xuất xứ từ miền Nam đ-
ợc truyền bá đến các nớc ở phía Nam Thái Bình Dng (Hình 1.1).
Lỳa mch

Nghin thnh bt mn

Phun dịch mc vo bỏnh
(ng kớnh 6cm; dy 2,7cm)

Đt trờn sn t phng trong phũng kớn

Tói mng (1 tun) v phi khụ

Đỏnh ng v ct gi bỏnh men (1 tun)

Shen- chu
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình sản xuất Shen-chu th k th VI [79].
4
Nuruk đợc sản xuất bằng phơng pháp lên men tự nhiên từ bột ngũ cốc sống
và đợc nặn thành hình bánh ( hình 1.2). Mt s lng ln bo t vi sinh vt, mc, vi
khun, v nm men, c tỡm thy trong nhng sn phm lờn men t nhiờn ny.
Trong nuruk ó phỏt hiện Aspergillus oryzae (1x10
7
CFU/g), Aspergillus niger
(1x10
7
CFU/g), Rhizopus (1x 10
6
CFU/g), vi khun (1x 10
7
CFU/g) v nm men
(1x10
5
CFU/g). Từ các loi bubod khỏc nhau nhng vựng chn lc khỏc nhau ó
c quan sỏt thấy s lng mc (1x10
3
- 10
7
CFU/g), nm men (1x10
5
-10
7
CFU/g)
v vi khun Lactic (1x 10
5

-10
7
CFU/g) [46]. Nhng vi sinh vt quan trng trong s
lờn men ragi l mc Amylomyces rouxii, Aspergillus, Rhizopus, Mucor, Absidia v
giả nm men Endomycopsis burtonii [69]. Koji đợc sản xuất bằng sự lên men của
ngũ cốc đã nấu chín, sau đó đợc cấy thêm nấm mốc A. oryzae (hình1.3).
Hot lc enzim trong koji núi chung cao hn trong nuruk. iu ny cú th
do mụi trung ht go xp koji l iu kin thun li cho s phỏt trin ca mc.
Trong khi ú nuruk, s sinh trng ca mc ch xy ra trờn b mt ca bỏnh men
l chớnh. Nh vy nm men v vi khun cú iu kin sinh trng cựng vi mc v
gúp phn vo vic hỡnh thnh hng v nhiu hn ru vang go Hn Quc ở giai
on lờn men ru (bảng 1.2).
Bng 1.2. Hot lc enzim ch yu trong koji v nuruk [79]
Enzim Koji Nuruk
- glucosidaza (dv/g)
1225 256
Glucoamylaza (mg sn phm glucoza gi/g) 201 260
Proteaza (mg sn phm tyrozin gi/ g) 3674 181
Bt lỳa mỡ nguyờn vn hoc nghin nh

B sung nc (30 ữ 40%)

Ph lp mc bờn ngoi lm bỏnh (dy 5cm ng kớnh 10 ữ30 cm)

ủ (7 ngy 35 ữ40
0
C)

Phi (2 tun 30
0

C)

5
Bo qun nhit phũng t 1ữ2 thỏng

Nuruk (Hn Quc)
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình sản xuất Nuruk (Hàn Quốc) [66]
Go ỏnh búng

Ngõm (17 gi 25
0
C)

Rỳt ht nc tha

Hp (70 phỳt) v ngui (35
0
C)

Cy mc A. oryzae

ủ 27 ữ 28
0
C (50 gi)

khụ

Koji (Nht Bn)
Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất Koji (Nhật Bản) [108]
Mỗi nớc châu á có sản phẩm vang gạo đặc trng (Bảng 1.3). ung cú cn

úng vai trũ quan trng trong i sng văn hoỏ v tinh thn ca con ngi. Khụng
ging vi Chõu u v Trung ụng, cỏc ung lờn men c sn xut t hoa qu,
Chõu Thỏi Bỡnh Dng ung cú cn c sn xut t nguyờn liu ht ng
cc, v chỳng cú vai trũ l ngun dinh dng quan trng. Nhng ung thay i
t dng trong sut n dng c. Sn phm trong sut nh shaosingjiu Trung
Quc, Chongjiu Hn Quc v Sake Nht Bn, cha 15% cn v c t tờn l
ru vang go. ung c, nh Takju Hn Quc v Tapuy Philippin cha ớt
nht 8% cn cựng vi dch nuụi cy dng huyn phự v nm men v c gi l bia
go (rice-beer) (Bng 1.3) [79].
Bảng 1.3. Một số loại đồ uống lên men từ ngũ cốc của các nớc châu á
[1],[36], [64], [66], [70] và [72]
Tờn sn phẩm
Tờn nc
sản xuất
Nguyờn
liu
Vi sinh vt Dng sn phẩm
Shaosinghjiu Trung Quc Go S. cerevisiae Rợu nớc, trong sut
6
Chongju Hn Quc Go S. cerevisiae Rợu nớc, trong sut
Sake Nht bn Go S. Sake Rợu nớc, trong sut
Rợu Nếp cẩm
Việt Nam
Gạo nếp
cẩm
Saccharomyces,
Mucor,Rhizopus,Vikhuẩn
Aspergillus, E.
fibuligera
Rợu nớc, màu đỏ, cồn,

chua ngọt,
Takju Hn Quc Go, lỳa
mỡ
Vi khun Lactic
S. cerevisiae
ung c
Tapuy Philippin Go, go
np
Saccharomyces, Mucor,
Rhizopus,Aspergillus,
Leuconostoc,L.plantarum
Chua, ngt
Rợu nớc
Bt c
Brembali Indonesia Go np Mucor indicus, Candida Rợu nớc, mu nõu m,
chua, cú cn
Khaomak Thỏi Lan Go np Rhizopus,Mucor,
Saccharomyces
Hansenula
Bán lỏng, ngt, cú cn
Nói chung qui trình công nghệ sản xuất các loại vang gạo này đều làm từ
nguồn nguyên liệu giàu tinh bột và có sự tham gia của hệ vi sinh vật là nấm mốc,
nấm men và vi khuẩn. Trong đó Sake là sản phẩm đợc công nghiệp hoá từ thế kỷ 19
nhờ có sử dụng giống thuần chủng dựa theo công nghệ sản xuất rợu vang tiếp cận đ-
ợc từ châu Âu. Về sau công nghệ đợc chuyển giao đến Triều Tiên và Trung Quốc.
Từ lâu Sake đã trở thành một trong những mặt hàng của ngành công nghiệp mang lại
nhiều lợi nhuận cho Nhật Bản. Vì thế công nghệ sản xuất Sake đã đợc thơng mại
hoá và thay đổi nhiều so với phơng pháp dân gian, đặc biệt việc áp dụng công nghệ
enzim đã nâng cao và hoàn thiện chất lợng Sake đáp ứng đợc nhu cầu ngày càng cao
của thị trờng tiêu thụ trong và ngoài nớc. Vậy Sake đợc làm theo công nghệ nh thế

nào, từ nguyên liệu gì, tại sao Sake lại là sản phẩm nổi tiếng trong khu vực. Việt
Nam có thể có đợc sản phẩm rợu vang gạo nổi tiếng không Chính vì thế chúng tôi đi
sâu tìm hiểu một trong những công nghệ sản xuất rợu vang gạo dùng nguồn nguyên
liệu quí đặc trng của một số nớc trong khu vực và ở Việt Nam. Từ đó làm cơ sở cho
việc cải tiến công nghệ sản xuất vang cẩm chất lợng cao không pha chế cồn.
Sake ở Nhật Bản.
Sake l loi ung truyn thng cú cn c a chung Nht Bn. Koji cú vai
trũ ng hoỏ tinh bt v thu phõn protein cú trong nguyờn liu chớnh l go. Quỏ
trỡnh lờn men dch ng hoỏ gi l moromi. S lờn men xy ra chm ở nhit
thp cú liờn quan vi vic sinh ra ru bc cao cú th tng n 20% trong dch
7
moromi. Giai đoạn đầu tiên trong sản xuất là chuẩn bị gạo đánh bóng (thường tỷ lệ
đánh bóng là 70 ÷75 %) và hấp chín. Bước thứ hai là chuẩn bị koji: Bước thứ 3 là
chuẩn bị ủ rượu, koji và nước tiếp sau là bổ sung nấm men. Để ngăn chặn sự sinh
trưởng của vi khuẩn gây nhiễm và giúp cho sự sinh trưởng của nấm men vừa được
cấy vào, nên bổ sung 5% axit latic trước giai đoạn chuẩn bị moto. Bước thứ 4 đòi
hỏi sự chuẩn bị moromi, lên men chính lượng cơm hấp chín còn lại bằng cách trộn
với koji, nước và moto trong một thùng. Sự bổ sung được chia làm 3 đợt. Thời gian
lên men kéo dài trong 20 ÷ 25 ngày tính từ sau khi bổ sung (hình 1.2) [36] vµ
[70].
Gạo
↓
Đánh bóng
Cám gạo ←↓
Gạo đánh bóng (70 đến75% so với trọng lượng ban đầu)
↓
vo sạch
↓
ngâm
↓

hấp chín
↓
để nguội
Bào tử mốc Asp.oryzae→
Lên mốc nấm men Sake
↓ ← nước
Koji Lên men ẩm (Moto)
Nước
Lên men chính (khoảng 3 tuần)
↓
Lọc
↓→ Bỏ bã
Sake non
↓
Để lắng
↓→ Bỏ bã
Lọc
↓
Thanh trùng
↓
8
Moromi
Bo qun

Phi trn

Pha loóng nc

úng chai

Thanh trựng

Sake
Hỡnh 1.4. S cụng ngh sn xut Sake [79]
Mt lng ln nm men b ỡnh ch hot ng trong quỏ trỡnh lờn men, khi
ú Sake đạt độ rợu etylíc 20% (v/v) khụng qua chng ct. Kt thỳc l s tng tr v
úng chai Sake. Trong thi gian bo qun, Sake c hon thin hng v v
mu sc. Sau thi kỡ tng tr, Sake c phi trn, iu chnh c nng
cn nh mong mun bng cỏch b sung thờm nc, x lý bằng than hoạt
tính sau ú lc, úng chai v thanh trựng Sake. Sake t lõu ó l loi ung
chớnh cú cn Nht Bn (Bng 1.4)
Bng 1.4. Sn lng Sake Nht Bn [36] và [79]
Nm
Sn lng Sake
(x10
3
kl)
Sn lng go dựng cho
sn xut Sake (x 10
3
tn)
Sn lng ung
( x 10
3
kl )
1946 154 80 1670
1951 251 87 1879
1956 481 195 4 073
1961 797 352 3 978
1966 1 121 468 3 862

1971 1 384 593 3 433
1.2.Tình hình sản xuất rợu vang gạo ở Việt Nam
ở Việt Nam, từ lâu ngời ta đã sử dụng gạo để sản xuất rợu. Nguồn enzim từ
vi sinh vật chuyển hoá tinh bột thành đờng và nấm men lên men rợu đều có trong
bánh men thuốc bắc hoặc men lá. Chủng vi sinh vật là không thuần khiết. Tỷ lệ vi
9
sinh vật không ổn định. Công nghệ sản xuất tuỳ theo địa phơng, kinh nghiệm dân
gian, nguyên liệu và điều kiện sản xuất. Gạo đợc nấu chín, làm nguội, trộn với bột
bánh men, đem ủ từ 1ữ2 ngày, sau đó bổ sung nớc, tiếp tục ủ kín thành rợu hoặc
dùng rợu 40
0
hoặc cồn thực phẩm 96
0
để hãm. Một cách khác nữa, sau 1ữ2 ngày lên
men bề mặt dùng rợu 40
0
hãm đem chôn xuống đất (hạ thổ) trong 1 đến 3 tháng
(hình 1.5).

Gạo cẩm

Ngâm nớc

Đồ chín

Bánh men thuốc bắc Làm nguội, vào men

Lên men bề mặt ( ủ cơm)

Lên men

Hãm cồn

Tàng trữ

Điều chỉnh

Lọc

Rợu thành phẩm
Hình 1.5. Sơ đồ sản xuất rợu vang cẩm theo công nghệ cổ truyền [1]
Rợu cẩm là một trong những loại rợu đặc sản của Việt Nam. Hầu hết các địa
phơng đều có thói quen làm và sử dụng rợu, nên có nhiều qui trình sản rợu Cẩm và
nhiều chủng loại rợu khác nhau.Tuy nhiên, phơng pháp thực hiện mới chỉ dừng ở
mức thủ công, làm theo thói quen không có kiến thức cơ bản. Chất lợng sản phẩm
cha thật ổn định, sản lợng còn thấp, mang tính tự cung, tự cấp.
Rợu cẩm có hơng vị đặc trng, giá trị dinh dỡng cao và từ lâu rợu cẩm đợc coi
là loại rợu bổ dỡng cho những ngời suy nhợc hoặc sau thời kì sinh nở.
Trong nhiều năm qua, sản lợng và công nghệ sản xuất rợu vang cẩm không ngừng
nâng cao. Những năm gần đây các doanh nghiệp vừa và nhỏ nh Công ty Rợu Hà
Nội, Công ty Nông Sản thực Phẩm Hà Tây, Công ty Cổ phần đờng Biên Hoà và
Công ty Bia Quảng Ninh đã có đầu t phát triển mặt hàng này để nâng cao về chất
10
lợng sản phẩm và mẫu mã bao bì. Chỉ tiêu chất lợng rợu vang nếp phổ biến trên thị
trờng đợc chỉ ra ở bảng 1.5.
Bảng 1.5. Thành phần hoá học của rợu vang nếp Xuân Thuỷ [30]
Thành phần hoá học Hàm lợng
Hàm lợng rợu % (V/ V)
15 ữ 16
Hàm lợng axit (theo axit axetic) (mg/100ml)

180 ữ 200
Este (mg/l) 214
Aldehyt (mg/l)
80 ữ 100
Rợu bậc cao (mg/l)
120 ữ 130
Đờng tổng số (g/l) 152
Nitơ hoà tan (g/l) 0,84
Nitơ tổng số ( g/l)
3.3 ữ 3.5
Rợu cẩm dân gian đợc làm theo phơng pháp đồ xôi, trộn với bánh men
thuốc bắc rồi ủ ấm sau đó đến bổ sung nớc, lên men rợu, hãm cồn. Ngày nay
tiến bộ khoa học kỹ thuật cho phép việc áp dụng các chế phẩm enzim để thuỷ
phân gạo cẩm thành dịch rồi mới lên men. Các nhà nghiên cứu đề xuất một số
công nghệ nhằm nâng cao chất lợng rợu cẩm.Theo một số kết quả nghiên cứu
[2], [17] và [23] sau 48ữ56 giờ lên men ẩm ( lên men bề mặt), bổ sung nớc
vào cơm rợu. Để tránh nhiễm trùng, có thể sử dụng sulfite với hàm lợng
0,02% bổ sung vào hỗn hợp, trớc khi lên men. Nếu bổ sung nớc với tỷ lệ 4:1
so với gạo (tỷ lệ này tơng ứng với tỷ lệ khi dùng phơng pháp thuỷ phân bằng
enzim mà các tác giả khác báo cáo) rợu thu đợc đạt 8% v/v. Tuy nhiên khi bổ
sung nớc với tỷ lệ thấp 2,5:1 thì thu đợc rợu đạt 12,2% v/v. Ngoài ra một số
tác giả cũng nghiên cứu việc bổ sung đờng sacaroza để tăng độ cồn. Với tỷ lệ
nớc: gạo là 3,5:1 và bổ sung đến 260g đờng/1 kg gạo thì có thể đạt độ rợu đến
14,86% v/v [1], [2], [3] và [23]. Với phơng án cô đặc dịch đờng hoá thu đợc
thì hiệu suất trích ly không cao, gía thành đắt, hoặc dùng đờng để tăng nồng
độ dịch lên men thì nói chung hàm lợng nguồn dinh dỡng ngoài nguồn
hydratcacbon không đợc tăng, mà trong gạo cẩm là nguồn nguyên liệu ngoài
nguồn tinh bột còn chứa hàm lợng protein và hầu hết vi lợng đặc biệt hàm l-
ợng photpho, canxi hơn hẳn các nguồn nguyên liêu giàu tinh bột khác [5]
và [24]. Chính vì thế việc nghiên cứu nâng cao hiệu suất đờng hoá nguồn

nguyên liệu gạo cẩm để sản xuất rợu vang cẩm là một việc rất có khả quan và
11
có ý nghĩa lớn thực hiện lời dạy của Bác Hồ (1961). Một số tác giả kết luận
khi lên men dịch gạo 15% độ đờng thu đợc theo phơng pháp thuỷ phân, thì đ-
ợc rợu 6,7 ữ 6,9% v/v. Độ rợu tơng đơng nhau khi thuỷ phân 50% gạo cẩm
bằng 50% malt thóc, 0,1% Termamyl hoặc 50% malt đại mạch và 0,1%
Termamyl hoặc 50% malt thóc và 0,1% Termamyl và 0,05% Fungamyl [13],
[14] [15],[16] và [31].
Kết quả nghiên cứu ứng dụng enzim trong thuỷ phân gạo cẩm đã thu đợc hiệu
suất đờng hóa 85%. Dịch gạo cẩm 18
o
Bx lên men thu đợc rợu 8% v/v. Một phơng án
công nghệ khác là gạo cẩm nấu chín, đờng hoá bằng bánh men rồi bổ sung dịch đ-
ờng hoá gạo cẩm bằng enzim để dịch lên men có nồng độ chất khô là 18
o
Bx, sau đó
bổ sung nấm men với tỷ lệ 5%. Rợu thu đợc có hàm lợng cồn là 12,5% v/v [23].
Một phơng pháp khác tiến hành nghiên cứu lên men rợu bằng phơng pháp cố
định tế bào nấm men. Tỷ lệ bột trong dịch đờng hoá là 20%. Dùng AMG với nồng
độ 0,2%, nhiệt độ 62 ữ 63
o
C, trong 24 giờ thì quá trình đờng hoá triệt để. Sau đó lên
men dịch thuỷ phân 20
o
Bx thu đợc rợu có nồng độ cồn là khoảng 12% v/v [1] và[2].
Khi nghiên cứu về mầu của sắc tố anthoxyanin của rợu cẩm đã đi đến kết luận: hợp
chất này dễ bị oxyhóa bởi yếu tố nhiệt độ, thời gian và giá trị của pH. Khả năng hấp
thụ mạnh nhất ở bớc sóng 510-520 nm [14] và [110]. Nhng trong thực tế màu của
sắc tố này vẫn tồn tại trong rợu trong thời gian dài, điều này có thể do sự có mặt các
hợp chất của rợu nh đờng, axit, và cồn [75].

Bánh men cổ truyền của Việt Nam: Bánh men thuốc bắc đợc sử dụng nh
nguồn giống vi sinh vật để đờng hoá tinh bột và lên men rợu. Nguyên liệu để sản
xuất bánh men thuốc bắc cổ truyền gồm có gạo, các vị thuốc bắc và thuốc nam, men
giống, bột men giống và nớc (Hình 1.6) [17] và [18].
Gạo

Ngâm nớc

Xay thành bột

Các vị thuốc bắc, men giống Phối trộn nớc

Định hình bánh men

ủ

12
Sấy khô

Bánh men thành phẩm
Hình 1.6. Qui trình công nghệ sản xuất bánh men thuốc bắc
(Việt Nam)[17]
1.3. Giá trị của rợu vang gạo
Rợu vang gạo là sản phẩm của quá trình lên men nguyờn liu giu tinh bt
chủ yếu bằng phng phỏp c truyn. Rợu vang cẩm có giá trị dinh dỡng cao, giu
protein, amino axit, axit bộo, vitamin và khoáng chất.
Ht ng cc l nguyờn liu c bit quan trng trong sn xut ung lờn
men v l phn lơng thc c bn ca n , Chõu v Chõu Phi. S lờn men gõy
nờn nhng thay i cht lng ca thc phm, hng v, hỡnh dng, giỏ tr dinh
dng v an ton thc phm. Nhng li ớch ca s lờn men cú th bao gm s

tng v ngon v cú th chp nhn c nh s phỏt trin v hng v v kt cu; s
bo qun thụng qua vic hỡnh thnh axit, cn, v thnh phn khỏng khun, lm giu
thnh phn dinh dng do vi sinh vt tng hp c, nõng cao kh nng tiờu hoỏ
protein v tinh bt; loi tr nhng cht khụng cú giỏ tr dinh dng, nhng c tố t
nhiờn nh mycotoxin, v gim thi gian un nu. Tinh bt v cht s cú xu hng
gim trong quỏ trỡnh lờn men ht ng cc. Mc dự quỏ trỡnh lờn men khụng lm thay
i thnh phn cht khoỏng ca sn phm, m ch lm tng hot tớnh sinh hc ca
cht khoỏng. Thnh phn vitamin ca ht ng cc thay i trong quỏ trỡnh lờn men,
v tu theo ngun nguyờn liu chớnh dựng trong quỏ trỡnh lờn men. Nhúm vitamin B
thng c tng trong quỏ trỡnh lờn men. Tuy nhiờn, s lờn men ht ng cc, kt
hp vi lờn men lactic lm gim aflatoxin B
1
. iu ú gii thớch chc nng gii c
ca quỏ trỡnh lờn men [36] và [76].
Sn phm lên men thng khụng cn un nu, hoc giảm thi gian cho s
chun b. Lờn men c truyn gi vai trũ quan trng trong vic cung cp thc phm
cho ton cu; cú nhiu tin trin trong lờn men bao gm vic dựng ging thun
chng nuụi cy ban u, vic b sung enzim v s iu khin iu kin mụi
trng nuụi cy để tạo ra sản phẩn lên men chất lợng cao. Hn na cn nghiờn cu
13
xác định lợi ích liên quan đến quá trình lên men rượu từ nguyên liệu giàu tinh bột
theo phương pháp cổ truyền, vai trò của vi sinh vật, những enzim và thành phần cấu
tạo của hạt tham gia vào quá trình lên men. Sự nuôi cấy giống thuần chủng, những
vi sinh vật nâng cao giá trị dinh dưỡng và giải độc, lựa chọn nguồn nguyên liệu phù
hợp cho sự lên men.
Nhiều c«ng tr×nh nghiên cứu về nấm mốc koji, nấm men Sake, vi khuẩn
lactic, và mối tương tác giữa chúng trong quá trình lên men rượu vang gạo đã được
quan tâm ở Nhật, Hµn Quèc. Áp dụng công nghệ sinh học hiện đại vÒ sự ứng dụng
những vi sinh vật thuần chủng để sản xuất rượu vang gạo đã tạo ra các s¶n phÈm næi
tiÕng [36], [38], [70] [96] vµ [99].

1.4. C«ng nghÖ s¶n xuÊt rîu vang g¹o
1.4.1. Nguyên liệu chính dïng trong s¶n xuÊt rîu vang g¹o
1.4.1.1. Nước
Nước là một trong những nguyên liệu quan trọng nhẩt trong công nghệ sản
xuất đồ uống rượu vang gạo. Nó không những chỉ dùng như là nguyên liệu chính
mà còn dùng trong khi tiến hành một số quá trình khác như vo và ngâm gạo, rửa
chai, và nấu chín. Nói chung, khoảng 25 kl nước cần cho 1 tấn gạo dùng sản xuất
rượu vang gạo. Nước dùng cho việc sản xuất rượu vang gạo cần phải không màu,
không mùi và không có vị; trung tính hoặc kiềm yếu; chỉ chứa rất ít kim loại,
amon, nitrat và hợp chất hữu cơ, và không có vi sinh vật gây bệnh. Một vài kim
loại, đặc biệt là kiềm tồn tại trong nước ở mức vi lượng nhưng cũng làm ảnh hưởng
đến sự lên men và quá trình làm koji.
Sắt có tác hại đến rượu vang gạo vì nó làm oxi hoá mạnh màu sắc và dẫn đến
làm giảm giá trị của rượu vang gạo. Việc xử lý thích hợp, như quá trình thông gió,
quá trình lọc kế tiếp, sự hút bám và sự kết lắng, hÊp phô trên cacbon hoạt tính hoặc
trao ®æi h¹t cation… thường được dùng trong xö lý níc [36] vµ [76].
14
1.4.1.2. Go
Go l nguyờn liu ch yu sn xut ru vang go v cú nh hng ln
n cht lng ca ru vang go. Nhiu nghiờn cu [64], [73], [78] ,90],
[97]100]và [110] dựng go t nhiờn sn xut ru vang go. Nhiu loi thúc ht
ngn trng Nht Bn ó c xỏc nh l nguyờn liu thớch hp nht, v mt s
loi lỳa ht ngn khỏc ca Hn Quc v Thỏi Lan cng thng c dựng, mc dự
cht lng ca ru vang go c sn xut t chỳng cú phn thp hn vi so vi
go ni a. Gia nhiu ging lỳa ni a ca Nht Bn, mt s c cụng nhn l
c ỏo nht cho ru vang go.
Gạo là một trong năm loại hạt ngũ cốc, lơng thực chính của loài ngời. Hiện
nay gạo đợc sản xuất nhiều ở vùng Đông Nam á và Châu Mỹ La tinh, sản lợng gạo
sản xuất trên thế giới hàng năm chiếm 25% so với các cây lơng thực chính khác
[76].

Thành phần chính của gạo gồm : Tinh bột, protein, chất béo, các vitamin, các
chất khoáng Tỷ lệ các thành phần đó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh: thổ nh-
ỡng, khí hậu, giống lúa, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, ngoài ra còn phụ thuộc vào kỹ
thuật chế biến và bảo quản.
Tinh bột
Đánh giá chất lợng gạo ngời ta chú trọng đến tỷ lệ giữa 2 thành phần amyloza
và amylopectin có trong tinh bột, tỷ lệ này ở mỗi loại gạo rất khác nhau. Gạo tẻ,
hàm lợng amyloza chiếm tỷ lệ lớn từ 82% - 86%, gạo nếp hàm lợng amylopectin là
chủ yếu 90% [24].
Bảng 1.6. Thành phần hoá học một số loại gạo của Việt Nam [5] và [84]
Loại gạo
Độ ẩm
(%)
Protein
(g/l)
Axit béo
(mg
KOH/100g)
Amyloza
(%)
Đờng khử
(mg/g)
Nếp cẩm 16,03 6,71 26,71 0,5 6,13
Nếp cái hoa vàng 15,97 6,66 63,93 1,1 6,19
Tám thơm 14,82 8,01 61,39 22,4 33,73
Nàng hơng 12,63 6,47 13,03 23,5 0,93
15
Tuy thành phần tinh bột của gạo cẩm không khác nhiều so với gạo nếp thờng
(chiếm khoảng 60 ữ70%), nhng thành phần protein, đặc biệt là lyzin, tryptophan,
treonin, metionin, tiamin và riboflavin và một số chất khoáng cao hơn các loại gạo

trắng. Lớp vỏ hạt của gạo cẩm có chứa nhiều các anthoxyanin. Các anthoxyanin là
những chất chống oxy hoá rất quý, chống viêm nhiễm, chống virus và có tác dụng
ức chế sự phát triển các tế bào ung th [45] và [75].
Protein
Mỗi một loại gạo, hay cùng một loại gạo ở các vùng khí hậu, thổ nhỡng khác
nhau, có tỷ lệ và thành phần protein khác nhau. Nhng chủ yếu là orezinin thuộc
nhóm glutelin, ngoài ra còn có globulin, locozin và prolamin [5]và [24]. So với một
số loại ngũ cốc khác nhau nh lúa mỳ, lúa mạch thì thành phần protein trong gạo
thấp, nhng trong cấu trúc protein lại chứa đủ các loại axit amin không thay thế, rất
cần thiết đối với con ngời.
Chất lợng gạo của một số giống lúa địa phơng và nhập nội ở miền Bắc
Việt Nam, với thành phần các axit amin không thay thế nh sau (Bảng 1.7) [5]
và [84].
Bảng 1.7. Thành phần các axit amin không thay thế của gạo [5]và [84]
TT Axit amin Gạo nếp (g/100g) Gạo tẻ (g/100g)
1 Treonin 0,22 0,27
2 Acginin 0,57 0,55
3 Lyzin 0,34 0,29
4 Metionin 0,15 0,11
5 Tryptophan 0,08 0,08
6 Phenylalanin 0,51 0,39
7 Lơxin 0,53 0,62
8 Valin 0,44 0,47
9 Izolơxin 0,34 0,38
10 Histidin 0,19 0,11
Chất béo
Trong thành phần của gạo chứa một lợng đáng kể các chất béo, tuy nhiên ít
hơn nhiều so với ngô. Các chất béo trong hạt gạo chỉ tập trung ở lớp ngoài (vỏ cám)
và phôi hạt. Chủ yếu là các axit béo cha no nh: axit oleic chiếm tới 42,4%, axit
linoleic chiếm tới 30%, axit panmatic chiếm tới 15,5% thành phần chất béo của hạt

gạo [25].
16
Các vitamin
Gạo chứa một số Vitamin B
1
, B
2
, PP, E, D , trong đó vitamin B
1
chứa một
hàm lợng lớn. ở gạo lật (gạo giã) B
1
chiếm 0,5 mg %, gạo xát chiếm 0,2 mg %. Các
vitamin chủ yếu tập trung ở lớp vỏ alơron và ở phôi của hạt.
Các chất khoáng
Gạo chứa một hàm lợng đáng kể các chất khoáng: Ca, Mg, Fe, Zn Tuỳ từng
loại gạo, thời vụ, vùng địa lý, mà tỷ lệ, thành phần các chất khoáng trong gạo khác
nhau.
Nếp cẩm hay nếp than là loại gạo có vỏ màu tím đen hơng thơm rất đặc biệt.
Loại gạo này có thành phần hoá học về cơ bản giống với gạo trắng thờng. Về thành
phần tinh bột chứa 60 ữ 75%. Gạo cẩm có thành phần protein và một số các chất
khoáng cao hơn so với gạo trắng. Đáng chú ý là hàm lợng lyzin, tryptophan, treonin,
metionin, tiamin và riboflavin của chúng cao hơn các loại gạo khác. Gạo cẩm chứa
nhiều photpho và canxi hơn gạo trắng [5] và [84]. Với lợng 150 gam gạo cẩm/ ngày,
có thể cung cấp cho một ngời đủ nhu cầu về lyzin và tryptophan. Ngoài ra lớp vỏ
hạt của gạo cẩm có chứa các anthoxyanin dễ hoà tan trong nớc. Các anthoxyanin th-
ờng ở dạng hợp chất glucozit có tên là antoxyanoit mà phần đờng là glucoza,
ramonoza, phần aglucon của chúng gọi là anthoxyanidol. Các anthoxyanin có tính l-
ỡng tính, có thể thay đổi màu sắc theo pH hoặc khi nhóm đờng bị tách ra do thuỷ
phân. Các anthoxyanin có đặc tính kém nhạy với nhiệt và ánh sáng. Các

anthoxyanin nói riêng và các flavonoit nói chung là những chất chống oxy hoá rất
quý, có khả năng kết hợp với các gốc tự do chứa oxy (gốc alcoxy, peroxy) rất mạnh.
Chúng cũng là những chất chống viêm nhiễm, chống virus và có tác dụng ức chế sự
phát triển của tế bào ung th và chữa bệnh tiểu đờng [45], [75] và [79].
Khoảng màu của anthoxyanin thay đổi rất rộng phụ thuộc vào nguồn gốc,
điều kiện bảo quản và sự sử dụng chúng trong đồ uống. Nó cũng phụ thuộc vào giá
trị pH của đồ uống lên men. Axit ascobic đợc dùng nh là một chất chống oxy hoá để
kéo dài sự tồn tại của màu sắc, nhng ở mức cao hơn lại có thể gây ảnh hởng bất lợi.
Thành phần các chất tạo màu trong gạo đỏ thơm và rợu vang của nó chủ yếu đợc tạo
bởi 7 cyanidin hoặc peoridin. Kết quả các phép thử hỗn hợp với các chất màu chuẩn,
cho thấy tất cả các chất màu trong rợu vang gạo đỏ thuộc hai nhóm: nhóm giống nh
xyanidin gồm: 3,5-diglucosit, 3-sophorosit, 3-glucosit, 3-rutinosit và nhóm giống
nh ponidin gồm: 3-glucosit, 3-rutinosit. Trong đó 2 chất màu chiếm tỷ lệ lớn, quyết
định chủ yếu đến màu của rợu vang là: xyanidin 3-glucoza chiếm 26,3%, ponidin 3-
glucoza 15,7% [78].
17
Cám gạo là một phụ phẩm có giá trị của ngành xay xát thóc gạo. Ngay từ thời
xa xa ngời ta đã biết sử dụng cám gạo làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm. Sau
này cùng với sự phát triển của xã hội và sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngời ta
khai thác sử dụng cám gạo vào những mục đích khác nhau. Cám gạo bao gồm
những lớp vỏ hạt lớp alơron, một phần phôi hạt và một phần nhỏ tinh bột của nội
nhũ hạt. Thành phần cám của gạo thay đổi theo giống lúa, độ sạch của nguyên lơng,
chế độ công nghệ xay xát và các kiểu thiết bị xay xát. Độ dày lớp cám vỏ hạt cũng
làm thành phần của cám thay đổi khá lớn. Lớp vỏ hạt bao gồm: vỏ ngoài, vỏ trong
và lớp alơron. Những hạt thóc ngắn (loại Japonica) thờng có lớp alơron dày hơn loại
thóc dài (loại Indica) và những loại lúa cạn có lớp alơron dày hơn loại lúa nớc. Lớp
alơron này chứa hạt alơron liên kết với chất béo có màu [95].
Gạo đỏ thơm có nhiều đặc điểm dinh dỡng quý hơn các loại gạo khác, nó
chứa chất màu anthoxyanin ở lớp vở cám và có mùi rất đặc trng, có ảnh hởng đến h-
ơng vị và màu sắc của sản phẩm rợu vang làm từ nguyên liệu này. Nhiều công trình

khoa học đã nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu quý hiếm này cho sản xuất rợu
vang gạo đỏ thơm [97] và [107].
1.4.2. Hệ vi sinh vật trong sản xuất rợu vang gạo
* Hệ vi sinh vật trong bánh men thuốc bắc:
Hệ vi sinh vật có trong bánh men đợc truyền lại từ bánh men cũ. Do vậy
các giống vi sinh vật trong bánh men cũng có nguồn gốc địa phơng và thờng
không thuần khiết. Hệ vi sinh vật trong bánh men rất phong phú bao gồm nấm
mốc, nấm men và vi khuẩn. Các chủng nấm mốc phân lập đợc từ bánh men là
R. oryzae, M. circinilloides, Penicillium và Amylomyces rouxii, nấm
menlàSaccharomycescerevisiae,Hyphopichiaburtonii,Saccharomycopsis
fibuligera, Pichia anomala và Candida sp, và các chủng vi khuẩn lên men
lactic và axetic [55], [57] và [65]. Khi sử dụng bánh men thuốc bắc để sản
xuất rợu, các vi sinh vật trong bánh men sẽ phát triển nhanh chóng và sinh
tổng hợp phức hệ enzim đờng hoá tinh bột và lên men rợu. Các chủng giả nấm
men, nấm mốc đều có khả năng sinh tổng hợp enzim -amylaza và
glucoamylaza. Quá trình chuyển hoá đờng thành rợu do nấm men đảm nhiệm.
Các chủng vi khuẩn có ý nghĩa tạo hơng cho sản phẩm. Các vị thuốc bắc
đóng vai trò quan trọng trong việc kháng khuẩn, tạo hơng vị đặc trng của sản
phẩm và là thành phần không thể thiếu đợc của bánh men thuốc bắc [17].
1.4.2.1. Nấm mốc
18
Có khoảng vài trăm giống và hàng nghìn loài mốc (ít nhất 80.000) đợc miêu
tả. Chỉ vài giống xuất hiện và có thể dễ dàng nhận ra trong đó giống thờng xuất hiện
là Mucor, Rhyzopus, Cephalothecium (Trichothecium),Geotrichum,Aspergillus,
Penicillium, Cladosporium và Alternaria [37], [62] và [65].
+ Rhyzopus:
Tản phát triển bằng cách bò lan. Các loài này thờng phân biệt với Mucor bởi
sự có mặt của rễ giả, hình dạng của bào tử có cột hình bán cầu không tròn hoặc hình
trụ, sinh sản và sinh trởng nhanh hơn Mucor. Có nhiều loài: R. japonicoccus, R.
oryzae, R. peka II, R. stokinensis có rễ giả sinh trởng bằng cách lan rộng trên bề mặt

môi trờng[37] và [65]; rễ giả mọc thành chùm, tản bò phát triển và sinh ra các cuống
bào tử nang chứa nhiều bào tử. Bào tử sinh ra từ nang trụ ở đầu cuống. Lúc còn non,
bào tử nang trắng, lúc già màu đen, bên trong có nếp nhăn, kích thớc 5-8 àm. Nhiệt
độ phát triển thích hợp 32-34
0
C. Sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp nhng ít gặp. Chủ
yếu sinh sản sinh dỡng bằng hậu bào tử, khuẩn ty và sinh sản vô tính bằng bào tử
nội sinh. Mắt thờng có thể nhìn thấy khuẩn ty của chúng nh những mạng nhện, bào
tử nang lúc non màu trắng, khi già màu đen nhạt có chấm nhỏ. Bào tử dễ bay trong
không khí, gặp điều kiện thuận lợi sẽ nẩy mầm. Có khả năng sinh tổng hợp hệ
amylaza và đợc dùng nhiều trong sản xuất rợu.
Giống có 15 loài, trong đó 3 loài thờng gặp và quan trọng là [37]:
1. R. oligosporus: Bào tử nhẵn, cuống bọc bào tử không quá 1mm. Có hậu
bào tử .
2. R. stolonifer: Bào tử có vân, cuống bọc bào tử có thể đạt 4 mm. Hậu bào
tử có hoặc không. Thân bò, không có hậu bào tử. Cuống bọc bào tử 1,5 ữ 4 mm.
3. R. oryzae: Tản bò với hậu bào tử, cuống bọc bào tử 1ữ1,5 mm. Sinh trởng
ở 37
0
C. Tản màu nâu nhạt 1ữ3cm. Cuống bọc bào tử riêng hay thành 2ữ3 bó. Rễ giả
màu nâu vàng ít phân nhánh. Bọc bào tử hình cầu với thành có gai nhỏ
(50ữ100) x(150ữ200) àm. Trục giữa hình cầu hay trứng, bào tử không đều thờng có
góc màu xám hay màu nâu. Hậu bào tử hình cầu. Phân bố phổ biến ở đất, ở hạt,
nguyên liệu thực vật đang phân giải.
+ Mucor.
Đây là giống lớn nhất của Bộ Mucorales, thờng gặp trong đất, trong phân
bón và trên bề mặt hoa quả, rau, bánh mỳ và thức ăn giàu tinh bột. Hệ sợi dinh dỡng
lan sâu vào môi trờng thức ăn và kéo dài lên trên không khí gọi là sợi khí sinh. Hệ
sợi thờng có màu trắng. Vách ngăn thờng đợc tạo ra từ phần gần đỉnh của mỗi một
sợi nấm, đầu tận cùng tế bào của sợi phồng ra một mấu tròn, hình trụ hoặc hình quả

19
lê gọi là cột. Túi bào tử màu đen. Thành của túi bào tử khi chín dễ dàng bị vỡ, giải
phóng nhiều bào tử. Mỗi một bào tử có khả năng lập lại chu kỳ phát triển của sợi
nấm. Dới một số điều kiện thuận lợi cho phép thì hai tế bào của hai sợi khác nhau có
thể tiếp hợp với nhau cho ra một bào tử tiếp hợp. Bào tử tiếp hợp tiếp tục phát triển
thành túi bào tử tại đỉnh.
Mucor và Rhizopus rất giống nhau. Song có thể phân biệt bởi một số đặc
điểm sau: Mucor không có rễ giả, cuống bọc bào tử nang có thể sinh ra ở bất kỳ chỗ
nào và nang trụ không có hình bán cầu, không sát với vách bào tử nang. Khuẩn ty có
hai loại (+) và (-) màu trắng, phân nhánh, giống nhau về hình thái, khác nhau về
sinh lý. Từ một loại khuẩn ty có thể sinh sản vô tính. Từ hai loại khuẩn ty có thể
sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp cho ra bào tử nang đa hạch, về sau là các bào tử
nội sinh. Trong sản xuất ngời ta hay gặp các loài: M. rouxii, M. mucedo, M.
javanicus, M. hydrophilus Nhng ở nớc ta thờng gặp M. rouxii. M. rouxii phát triển
mạnh trên môi trờng thạch Czapek, khuẩn ty phân nhánh nhiều, không có vách
ngăn, đa hạch, khuẩn lạc cao, không nếp nhăn, bám vào nắp hộp Petri. Cuống bào tử
nang thờng tròn, đờng kính 60ữ80àm. Nang trụ 20ữ25àm. Bào tử tròn, đờng kính
6ữ7àm. Khuẩn ty lúc non màu trắng, già có màu xám nhạt. Bào tử nang từ màu
trắng chuyển dần sang màu vàng nhạt, đỏ xám, đen, làm cho khuẩn lạc xám đen
dần. Mặt dới khuẩn lạc không có nếp nhăn, không màu.
- Ngoài khả năng sinh tổng hợp amylaza còn có khả năng lên men rợu trong
điều kiện thiếu khí. Hiện tợng này thờng hay gặp trong quá trình sản xuất nấm mốc
theo phơng pháp bề mặt trên môi trờng chất rắn có tinh bột,
ở nhiệt độ cao 39 ữ 40
0
C. Là một trong giống quan trọng của Mucorales bởi số l-
ợng loài lớn (gần 50 loài ). Trong đó có một vài loài thờng gặp là :
- M. mucedo: Cuống bọc bào tử có thể mọc dài trên cơ chất tự nhiên, không
phân nhánh hoặc có phân nhánh với chân phân nhánh kết thúc bởi một bọc bào tử.
- M. racemosus: Hậu bào tử thờng nhiều trong cuống bọc bào tử. Cuống bọc

bào tử nhỏ hơn và phân nhánh
- M. fuscus bainier: Tản thờng có màu xám đậm. Cuống bọc bào tử phân
nhánh, gốc ghép với sự phân nhánh tạo ra khoảng cách ngắn của một bọc bào tử và
dựng đứng song song với trục. Trục giữa hình quả lê, đạt tới 50ữ80 àm. Bào tử có
hình cầu 8ữ11àm màu nâu xám nhạt. ít hậu bào tử.
- M. racemusus fresenius: Tản trắng trở nên xám, dạng bông. Cuống bọc bào
tử có kích thớc thay đổi, phân nhánh gốc ghép hay trục chính. Bọc bào tử hình cầu,
có cuống bọc bào tử. Chúng có thể gây lên men cồn trong môi trờng thiếu khí [36].
20
Một số loài Mucor có khả năng lên men trực tiếp tinh bột thành rợu. Loài nấm mốc
sinh tổng hợp ra cả hai loại amylaza (diastaza) và zymaza. Amylaza là enzim thuỷ
phân tinh bột thành đờng, còn zymaza là nhóm enzim và coenzim biến đổi đờng
thành rợu. Mucor rouxii sinh ra nhiều rợu hơn một số giống khác và thờng đợc sử
dụng nhiều hơn trong sản xuất rợu.
+ Aspergillus:
Aspergillus có thể tìm thấy dễ dàng ở khắp mọi nơi trong không khí, trên cơ
chất. Loài mốc đợc tìm thấy trên bề mặt hoa quả thối, gạo, bánh mỳ và các thực
phẩm khác. Aspergillus thờng tìm thấy trên môi trờng nuôi cấy thanh trùng cha đảm
bảo; Màu sắc rất thay đổi có thể xuất hiện màu xanh, màu vàng, màu da cam, màu
đen hoặc màu nâu. Hệ sợi phân nhánh và có vách ngăn. Hệ sợi phình ra tại một điểm
để tạo ra cuống bào tử đính. Cuống bào tử đính không phân nhánh, đa số cuống
ngắn gọi là cuống đính bào tử (cuống nhỏ) phát triển từ đỉnh hoặc ở phần cuối của
túi bào tử. Có hai loại khuẩn ty ký sinh phát triển trên mặt môi trờng và khuẩn ty
dinh dỡng ăn sâu vào môi trờng. Khuẩn ty phân nhiều nhánh, có nhiều vách ngăn tế
bào, mỗi tế bào có một hạch nhân. Nang và nang bào tử là quả thể màu vàng kim.
Khi Aspergillus hình thành bào tử dễ phân biệt với các nấm mốc khác [17] và [18].
- Aspergillus niger: Có màu đen, cuống đính bào tử thờng nhẵn. Từ năm
1877, ở Nhật Bản ngời ta đã phát hiện và sử dụng Aspergillus vào việc sản xuất rợu,
phân giải protit ngoài việc sử dụng Aspergillus niger trong sản xuất axit citric.
Nhng gần đây, thành tựu khoa học lại chứng minh rằng một số nấm mốc bên cạnh

khả năng sinh tổng hợp enzim có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất lại sinh độc tố
gây không ít nguy hiểm cho ngời sử dụng, trong đó có một số là A. nige, A. flavus
và nhiều chủng thuộc loại này tiết ra [10] và[19]. Các công trình nghiên cứu dịch tễ
học ở các vùng khác nhau trên thế giới cho biết khẩu phần ăn hàng ngày có nhiều
aflatoxin đã đẫn đến tỷ lệ dân số bị ung th gan cao hơn các vùng khác [10]. WHO đã
qui định thức ăn, thức uống cho ngời không đợc có quá 30 àg aflatoxin trong 1kg
sản phẩm ăn uống, và không đợc có quá 0,3ppm aflatoxin trong thức ăn bổ xung cho
trẻ em [10]. Từ năm 1960, các nhà khoa học đã chú ý đến vấn đề độc tố của nấm
mốc và nấm mốc độc. Hiện nay trên 100 độc tố với trên 100 loài vi nấm tơng ứng
đã đợc phát hiện, trong đó chi Penicillium và chi Aspegillus chiếm nhiều nhất, đặc
biệt một số Aspergillus niger sinh độc tố aflatoxin gây ung th gan và nhiều chủng
thuộc loài này tiết ra [10].
Chính vì thế khi sử dụng Aspergillus niger bên cạnh u thế hoạt lực thuỷ phân
tinh bột cao, thì khả năng sinh axit làm rợu chua do pH của rợu giảm dẫn đến sắc tố
màu anthoxyanin bị oxy hoá làm giảm cờng độ màu của rợu. Đây là một trong
21
những lý do cơ bản nhất của việc không dùng Aspergillus niger vào hệ vi sinh vật
trong bánh men thuốc bắc sản xuất rợu vang cẩm của đề tài.
Nấm mốc là đối tợng quan trọng của nhiều ngành sản xuất trong công nghiệp
vi sinh vật: Làm bánh mỳ, làm rợu, làm bia, sản xuất các axit hữu cơ nh axit citrric,
axit gluconic, axit axetic , sản xuất các chế phẩm enzim, các chất kháng sinh, sản
xuất protein cho thức ăn gia súc, chế biến các phụ phẩm dầu hoả v.v ở một số nớc
trên thế giới, loài mốc đợc sử dụng trong việc sản xuất đồ uống có cồn từ gạo.
Tỷ lệ glucoza bị phân giải theo các con đờng khác nhau ở các loài mốc là
không giống nhau (bảng 1.8).
Bảng 1.8. Khả năng phân giải glucoza bởi một số loài nấm mốc [63]
Loài nấm mốc
Tỷ lê (%) Glucoza bị phân giải theo các
con đờng khác nhau
EMP

*
HMP
*
ED
*
Aspergillus niger 78 - -
Rhizopus MX 100 - -
Penicillium chrysogenum 56-70 46-30 -
Trong đó : EMP là con đờng Embden -Meyerhof- Parnas
HMP là con đờng Hexose Mono Phosphate
ED Là con đờng Entner- Doudoroff
Nấm mốc là những vi sinh vật hiếu khí tham gia vào chuỗi hô hấp và sự thu
nhận năng lợng thông qua chuỗi hô hấp năng lợng hoá học đợc giải phóng ra và đợc
tích luỹ lại trong các liên kết cao năng của hợp chất ATP trong chu trình TCA và chu
trình glyoxilic.
Nấm mốc là những cơ thể dị dỡng cacbon điển hình. Chúng đồng hoá các
thức ăn hữu cơ có sẵn trong môi trờng bằng cách chuyển hoá chúng thành đờng đơn
rồi hấp thụ vào tế bào.
1.4.2.2. Endomycopsis
Giống Endomycopsis có cơ thể trởng thành là hệ sợi cùng với bào tử đính
nhiều chồi, bào tử phấn. Sự nhân đôi bằng cách phân cắt ngang và sự nẩy chồi nhiều
phía. Nang bào tử có hình bán cầu, ô van, lỡi liềm, nhẵn, sần sùi, hoặc có hình
phóng xạ ở xung quanh, và sinh ra bằng tiếp hợp đẳng giao hoặc sinh sản vô tính.
Để phân loại nấm men ngời ta dựa vào những đặc điểm hình thái và sinh lý. Họ
Saccharomycetaceae là một họ thuộc các nấm men có bào tử nang. Các giống
trong họ này có bào tử, sinh sản bằng nảy chồi. Nang thờng chứa 1- 4 bào tử. Nang
bào tử đợc hình thành bằng hình thức đẳng giao hoặc dị giao hoặc bằng hình thức
22
sinh sản vô tính. Sinh sản sinh dỡng bởi nẩy chồi hoặc phân đôi. Hệ sợi phong phú.
Có nhiều hình thức tạo nang và bào tử có nhiều hình dạng: Bào tử có thể hình sao

thổ, dạng mũ hoặc hình liềm, hình tròn hoặc hình ovan, có khoảng 11 loài. Tuy
nhiên một số tác giả không đồng ý với sự phân loại trên và đã chuyển các loài tới
các giống Hansenula, Pichia, Guiliermondella, và Schwanniomyces. Nhng đến năm
1971, Van der Walt và Scott đã thay đổi tên của giống tới Saccharomycopsis. Đến
năm 1972, chính tác giả và Von Arx đã chuyển nhiều loài Endomycopsis đến các
giống mới. Giống Endomycopsis là giống duy nhất trong họ Saccharomycetaceae có
thể sợi nấm thật và nấm giả [34] và [59].
- Từ năm 1940 Wiekerman đã nghiên cứu nhiều chủng và kết luận:
Endomycopsis có khả năng sinh tổng hợp amilaza. Đó là hỗn hợp của nhiều amylaza
tham gia quá trình thuỷ phân tinh bột (- amylaza), và khả năng sinh tổng hợp
glucoamylaza cao nên có khả năng dextrin hoá cao.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu chứng minh đợc Endomycopsis sp có hoạt
lực amylaza cao [61]. ở Việt Nam nhiều tác giả đã phân lập tuyển chọn đợc
Endomycopsis fibuliger có hoạt lực sinh amilaza cao [4] và [34].
Năm 1977, một số tác giả phân lập đợc từ bánh men thuốc bắc, chọn đợc
chủng Endomycopsos fibuliger 119 có khả năng phân giải tinh bột cao. Tác giả đã so
sánh chủng này với 9 chủng Endomycopsis nhận từ nớc ngoài và thấy rằng chủng
Endomycopsis fibuliger 119 có khẳ năng sinh tổng hợp glucoamilaza cao [4], [34]
và[61].
Một số công trình nghiên cứu của Nhật Bản (1997) ã phân lập
Endomycopsis fibuliger từ bánh men thuốc bắc và xác định đợc hoạt lực
glucoamylaza của chúng [68].
Endomycopsis fibuliger đợc nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn
nuôi [4] và [34].
Từ các kết quả đó, chúng ta có thể khẳng định Endomycopsis có khả năng
sinh tổng hợp glucoamylaza. Chúng u việt hơn nấm mốc là không chứa nhiều
transglucozidaza. Đó là u điểm nổi bật cho phép sử dụng chế phẩm glucoamylaza
của Endomycopsis sẽ không có mùi lạ từ nấm mốc tạo hơng vị thơm ngon [4], [76]
và [77].
1.4.2.3. Nấm men

Nấm men dùng trong sản xuất rợu thuộc giống Saccharomyces có tính lịch
sử nhất của thế giới vi sinh vật.
Những đặc tính sinh học: Tế bào nấm men Saccharomyces có hình tròn,
ovan hay hình trụ và sinh sản theo lối nẩy chồi. Chúng thờng phân bố rộng trong tự
23
nhiên, đợc tìm thấy trong đất, không khí, nớc, trên bề mặt quả, và lá của nhiều loại
thực vật. Đặc biệt chúng có trong đất của vờn trồng cây ăn quả và vờn trồng nho.
Nấm men có mặt trên bề mặt hoặc lớp dới cặn dày của nớc hoa qủa ép, dịch malt, và
dịch đờng trong sản xuất đờng. Đặc tính sinh lý quan trọng nhất của Saccharomyces
là khả năng lên men để sản sinh ra etanol và CO
2
[1], [3], [4], [59] và [105].
Nấm men là vi sinh vật điển hình cho nhóm nhân chuẩn, kích thớc tế bào
nấm men thờng lớn gấp 10 lần so với vi khuẩn. Ví dụ: S. cerevisiae có kích thớc
thay đổi trong khoảng 2,5 ữ 10 àm x 4,5 ữ 21 àm. Tuỳ loại nấm men mà tế bào có
hình dạng khác nhau nh hình cầu, hình trứng, hình ovan, hình quả chanh, hình elip,
hình mũ phớt, hình sao thổ, hình cái liềm, hình thuôn, hình thoi, hình ong, hình
cung nhọn, hình kéo dài, hình bán cầu, hình thận, hình quả lê, hình elip dài v.v
Các tế bào nấm men khi già sẽ xuất hiện không bào. Trong không bào có
chứa các enzim thuỷ phân, poly photphat, lipit, ion kim loại, các sản phẩm trao đổi
chất trung gian. Ngoài tác dụng là một kho dự trữ, không bào còn có chức năng điều
hoà áp suất thẩm thấu.
Nảy chồi là phơng pháp sinh sản vô tính phổ biến nhất ở nấm men. điều
kiện thuận lợi hầu hết tế bào nấm men đều có khả năng nảy chồi.
Rất nhiều loài nấm men đã đợc ứng dụng rộng rãi trong sản xuất: bia, rợu, n-
ớc giải khát, sinh khối phục vụ chăn nuôi, cao nấm men, lipit nấm men, các enzim
nh amylaza, invertaza, lactaza, uricaza, polygalacturonaza, sản xuất ergosterol, axit
ribonucleic, riboflavin (vitamin B2), các axit amin nh lizin, metionin
S. cerervisiae hiện đang đợc sử dụng phổ biến trong việc sản xuất ra những
sản phẩm thế hệ mới bằng phơng pháp sinh học phân tử.

Nấm men là một điển hình của vi sinh vật hiếu khí nhng có thể lên men ở
điều kiện thiếu khí . Trong điều kiện đủ oxy, nấm men sẽ sinh sản và sinh trởng để
tăng sinh khối là chủ yếu, còn rợu không tạo thành hoặc tạo thành rất ít [8].
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O +Q
Khi không đủ oxy, nấm men lên men sinh rợu là chủ yếu, theo con đờng
EMP, rợu sinh ra từ quá trình khử axetaldehit.
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2

+Q
Trong quá trình trao đổi chất, nấm men đồng hoá các monosacarit ở điều kiện
thiếu khí, sản phẩm của quá trình dị hoá là rợu etylic và CO
2
đợc thải ra môi trờng.
Tế bào nấm men có khả năng tạo ra các enzim nội bào nghĩa là những enzim xúc tác
ở bên trong tế bào nấm men, còn rợu etylic và CO
2
đợc tạo thành sẽ đi ra khỏi tế bào
và tích tụ ở môi trờng [4]. Dựa vào những đặc điểm trên trong sản xuất rợu vang
24
bằng phơng pháp cấy giống thuần chủng, ngời ta phải thực hiện hai giai đoạn: Nhân
giống và lên men. ở giai đoạn nhân giống, cần tạo điều kiện về thành phần dinh d-
ỡng, đủ oxy cho nấm men tăng sinh khối để có một lợng tế bào cần thiết đang ở
thời kỳ hoạt động sinh lý mạnh đa vào lên men. Giai đoạn lên men, thời kỳ đầu nấm
men phát triển tăng sinh khối, thời kỳ sau là quá trình lên men thực sự để chuyển đ-
ờng thành rợu. Nồng độ rợu sinh ra sẽ ức chế quá trình sinh trởng và các hoạt động
khác của nấm men. Khả năng chịu nồng độ cồn cao tuỳ thuộc vào từng chủng nấm
men. Khi các nguồn cơ chất trong môi trờng lên men cạn dần và sản phẩm rợu của
quá trình lên men sinh ra cao sẽ ức chế hoạt động của nấm men.
+ S. cerevisiae đợc dùng trong công nghệ lên men chế biến thực phẩm và đồ
uống lên men nh: bánh mỳ, bia, rợu, Sake của Nhật, rợu nếp cái hoa vàng, rợu vang
cẩm [1], [3], [4], [6], [18] và [96].
Tuy nhiên bên cạnh các nấm men có ích cũng có không ít các nấm men có
hại, chúng gây ra hiện tợng làm h hỏng thực phẩm tơi sống hoặc các thực phẩm chế
biến. Có khoảng 13 - 15 loài nấm men có khả năng gây bệnh cho ngời và gia xúc.
Đáng chú ý nhất là loài : Candida albicans, Cryptococcus neoformans
Các yêu cầu để chọn chủng nấm men trong sản xuất rợu vang gạo: Để chọn
đợc chủng có khả năng thích hợp với điều kiện và mục đích sản xuất, ngời ta cấy
chủng đó trên môi trờng thích hợp và đánh giá theo một số chỉ tiêu sau:

- Có khả năng lên men tốt trong môi trờng có nồng độ đờng cao, cho độ cồn
cao.
- Có thể lên men triệt để, chịu đợc nồng độ cồn cao
- Có thể lên men tốt trong những khoảng pH nhất định.
- Có khả năng kết lắng tốt, làm trong rợu nhanh.
- Góp phần tạo hơng thơm ngon đặc trng cho rợu.
1.4.3. Các yếu tố ảnh hởng tới sinh trởng, phát triển và sinh tổng hợp enzim của
vi sinh vật
1.4.3.1. Chủng giống vi sinh vật
Đây là điều kiện quan trọng hàng đầu. Muốn nhận đợc chế phẩm có hoạt độ
cao, trớc hết phải tuyển chọn, tìm những chủng có khả năng sinh tổng hợp và tích tụ
nhiều enzim có hoạt động lên men mạnh, tạo ra sản phẩm có độ rợu cao và có hơng
vị đặc trng, thơm ngon mà ta mong muốn, ngời ta phải luôn tìm cách tạo ra những
giống tốt hơn bằng nhiều phơng pháp: Phơng pháp lai tạo, gây đột biến
1.4.3.2. Môi trờng dinh dỡng
25