Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến chất lượng của rượu vang trong quá trình lên men rượu vang từ quả xoài

i
LỜI CẢM ƠN
Qua 3 tháng nghiên c ứu và thực hành tại phòng thí nghiệm trường Đại Học Nha Trang,
được sự chỉ bảo, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đ ình và bạn bè đến nay em đã hoàn thành
đồ án tốt nghiệp “ Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến chất lượng của rượu vang trong
quá trình lên men rượu vang từ quả Xoài”.
Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
Ban các Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Các thầy cô giáo trong
khoa Chế biến đã truyền đạt cho em những kiến thức c ơ bản về chuyên ngành Công
nghệ Thực phẩm để em có thể thực hiện đề t ài này.
Em xin cảm ơn quý thầy cô giáo, các cán bộ ph òng thí nghiệm khoa Chế biến đ ã
tạo điều kiện cho em thực hiện tốt đề t ài.
Đặc biệt em xin cảm ơn ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ và sự chỉ bảo tận tình của
thầy Nguyễn Đại Hùng đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian l àm đồ án.
Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ, cho em
nhiều ý kiến hay trong quá tr ình thực hiện đồ án.
Em xin chân thành c ảm ơn!
Nha Trang, tháng 7 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Sương
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .i
MỤC LỤC .ii
DANH MỤC CÁC BẢNG .v
DANH MỤC CÁC HÌNH .vi
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1 Cơ sở lý thuyết của quá tr ình lên men …. 3
1.1.1 Các quá trình lên men 3
1.1.2. Điều kiện lên men 5

1.2 Tổng quan về nấm men: 8
1.2.1 Đặc điểm của nấm men 8
1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men .9
1.2.3 Thành phần hóa học của tế bào nấm men 11
1.2.4 Dinh dưỡng nấm men 13
1.2.5 Sinh trưởng của nấm men 13
1.3 Giới thiệu về quá trình lên men rượu 15
1.3.1 Đại cương về lên men rượu 15
1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men rượu 16
1.4 Tổng quan về rượu vang 20
1.4.1. Giới thiệu sơ lược về rượu vang, lịch sử của rượu vang 20
1.4.2. Phân loại rượu vang 20
1.4.3. Tình hình sản xuất rượu vang: 20
1.4.4 Thành phần hóa học của rượu vang: 21
1.4.5. Nguyên liệu chế rượu vang quả 25
1.4.6 Một số biện phấp nâng cao chất l ượng 26
1.4.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men 29
iii
1.4.8 Vi sinh vật dùng trong chế biến rượu vang 32
1.4.9 Các giai đoạn trong quá trình lên men rượu vang: 35
1.4.10 Quy trình sản xuất rượu vang từ nước trái cây 36
1.4.11 Chỉ tiêu chất lượng rượu vang 38
1.5 Tổng Quan Về Nguyên Liệu Xoài 39
1.5.1 Tình hình phát triển cây xoài ở Việt Nam 40
1.5.2 Tình hình trồng xoài ở Khánh Hòa: 40
1.5.3 Thành phần hóa học của trái xo ài. 43
1.5.4 Đặc tính y dược của quả xoài 44
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU 45
2.1 Đối tượng nghiên cứu: 45
2.1.1 Nguyên liệu xoài: 45

2.1.2 Nấm men: 45
2.1.3: Đường 46
2.1.4 Axit citric 46
2.1.5 Enzyme pectinaza: 46
2.1.6 Dụng cụ và thiết bị dùng trong quá trình nghiên cứu 47
2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xo ài khảo sát: 48
2.3 Các thông số chính cần nghiên cứu: 49
2.4 Phương pháp nghiên c ứu: 50
2.4.1 Xác định độ rượu của dịch lên men: 50
2.4.2 Xác định độ axit toàn phần: 51
2.4.3 Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp Bertrand. 52
2.4.4 Phương pháp xá c định độ pH 54
2.4.5 Phương pháp xác đ ịnh độ khô hòa tan bằng khúc xạ kế 54
2.4.6 Đánh giá ch ất lượng sản phẩm: 55
2.4.7 Phương pháp xác đ ịnh số lượng nấm men trong quá trình tăng sinh ……57
iv
2.5 Phương pháp thí nghi ệm : 58
CHƯƠNG 3: K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 72
3.1 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme pectinase cần bổ sung. 72
3.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ n ước pha loãng dịch cốt xoài: 74
3.3 kết quả xác định thời gian nhân giống nấm men 76
3.4 Kết quả khảo sát tỉ lệ n ước cái men bổ sung vào dịch lên men 78
3.5 Kết quả khảo sát ảnh h ưởng của hàm lượng đường ban đầu …………………82
3.6 Kết quả khảo sát sự ảnh h ưởng của pH ban đầu đến quá trình lên men 86
3.7 Khảo sát thời gian lên men chính .90
3.8 Khảo sát hàm lượng NaHSO
3
sử dụng .93
3.9 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm .96
3.10 Hình sản phẩm 97

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .98
TÀI LIỆU THAM KHẢO .100
PHỤ LỤC
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị trung bình các axitamin n ằm trong thành phần protein ở nấm men
Saccharomyces 9
Bảng 1.2. Thành phần chính của rượu vang 22.
Bảng 1.3:Thành phần những quả có thể chế rượu vang 25
Bảng 1.4: Chỉ tiêu hóa học của rượu vang 37
Bảng 1.5: Giới hạn hàm lượng kim loại nặng của r ượu vang 37
Bảng 1.6 Chỉ tiêu vi sinh vật của rượu vang 39
Bảng 1.7: Hiện trạng diện tích trồng xo ài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 41
Bảng 1.7: Sản lượng xoài của tỉnh Khánh Hòa qua các năm 41
Bảng 1.8: Một số đặc điểm chính của các giống xo ài Cam Ranh. 42
Bảng 1.9: Thành phần chất dinh dưỡng có trong 100g quả 43
Bảng 2.1: Bảng điểm cảm quan chỉ ti êu vị của rượu vang. 55
Bảng 2.2: Bảng điểm cảm quan chỉ ti êu mùi của rượu vang 55
Bảng 2.3: Bảng điểm cảm q uan chỉ tiêu màu sắc và độ trong của rượu vang 55
Bảng 2.4: Phân cấp chất lượng rượu vang theo TCVN 3215 -79 56
Bảng 3.1: Đặc điểm cảm quan của các mẫu T N xác định tỷ lệ enzyme bổ sung 72
Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định tỷ lệ enzyme bổ sung 72
Bảng 3.3 Chất lượng cảm quan các mẫu sau l ên men. 75
Bảng 3.4: Bảng số l ượng nấm men trong quá tr ình nhân giống 77
Bảng 3.5 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát tỷ lệ nước cái men 79
Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát hàm lượng đường 82
Bảng 3.7 Bảng tổng hợp các thông số của TN khảo sát pH lên men 86
Bảng 3.8: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định thời điểm kết thúc l ên men 90
Bảng 3.9: Bảng tổng hợp các thông số của TN xác định hàm lượng NaHSO
3

sử dụng 94
Bảng 3.10: Bảng điểm cảm quan sản phẩm 96
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men 15
Hình 1.2. Sơ đồ lên men ethanol 18
Hình 1.3 Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men 19
Hình 1.4 Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang từ nước ép trái cây …………………… .…37
Hình 2.1: Hình ảnh quả xoài 45
Hình 2.2: Hình ảnh nấm men 45
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình sản xuất rượu vang xoài 48
Hình 2.4: Hình ảnh buồng đếm 57
Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định enzyme pectinase bổ sung 59
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ nước bổ sung khi ép dịch xo ài 61
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát l ượng đường thích hợp cho l ên men……… 63
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH thích hợp cho lên men………………… 65
Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ l ệ nước cái men bổ sung………………….67
Hình 2.10: Sơ đồ bố thí nghiệm khảo sát thời gian l ên men 69
Hình 2.11: Sơ đồ bố trí thí nghệm khảo sát l ượng NaHSO
3
71
Hình 3.1: Hiệu suất thu hồi dịch ép phụ thuộc v ào tỷ lệ enzyme 73
Hình 3.2: Sự thay đổi hàm lượng đường khử ttrong các mẫu thí nghiệm có tỷ lệ enzyme
bổ sung khác nhau 74
Hình 3.3: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ nước pha
loãng khác nhau 75
Hình 3.4: Sự thay đổi số lượng tế bào nấm men theo thời gian 77
Hình 3.5: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men
khác nhau 80
Hình 3.6: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có tỷ lệ cái men khác nhau80

vii
Hình 3.7: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có tỷ lệ cái men
khác nhau 81
Hình 3.8: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượng đường
bổ sung khác nhau 83
Hình 3.9: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có hàm lượngđườngbổ sung
khác nhau 83
Hình 3.10: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có hàm lượng
đường khác nhau 84
Hình 3.11: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có pH khác
nhau………………… 87
Hình 3.12: Sự thay đổi độ cồn của các mẫ u lên men dịch xoài có pH khác nhau ……….87
Hình 3.13: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác
nhau .88
Hình 3.14: Sự thay đổi lượng độ axit còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác
nhau 88
Hình 3.15: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có thời gian khác
nhau 91
Hình 3.16: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có thờigian khác nhau .91
Hình 3.17: Sự thay đổi lượng đường còn lại của các mẫu lên men dịch xoài có pH khác
nhau 92
Hình 3.18: Sự thay đổi điểm cảm quan của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO
3
khác
nhau 94
Hình 3.19: Sự thay đổi độ cồn của các mẫu l ên men dịch xoài có NaHSO
3
khác nhau…95
Hình 3.20: Hình sản phẩm rượi vang Xoài 97
1

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của kinh tế v à những tiến bộ của khoa học kỹ
thuật, ngành công nghệ thực phẩm ở nước ta không ngừng thay đổi nhằm đa dạng hóa
sản phẩm, nâng cao chất l ượng để có thể đáp ứng nhu cầu ng ày càng cao của người
tiêu dùng.
Cùng với sự phát triển của thế giới, sự giao lưu kinh tế các quốc gia , nền kinh
tế các nước nói chung, Việt Nam nói riêng, đang dần dần phát triển. Cuộc sống ngày
càng được cải thiện, thị trường ngày càng được mở rộng, hàng hoá đa dạng hơn về
chủng loại, chất lượng, hình thức… Cuộc sống ngày càng được thay đổi. Con người
không chỉ dừng lại ở nhu cầu ăn no, mặc ấm mà ngày càng tiến lên nhu cầu ăn ngon,
mặc đẹp. Đặc biệt là các sản phẩm có nguồn gốc tự nhi ên rất được chú ý và ưa chuộng
vì chúng ít độc hại,an toàn và bổ dưỡng.
Nắm bắt được nhu cầu này các nhà sản xuất đã không ngừng tìm kiếm nguyên
liệu, nghiên cứu quy trình, đổi mới công nghệ để có thể tạo ra các sản phẩm đảm bảo
ding dưỡng, vệ sinh và an toàn thực phẩm.
Trong dòng sản phẩm từ tự nhiên thì rượu trái cây là dòng sản phẩm có nhiều
tiềm năng. Ngày nay rượu trái cây được biết đến nhiều nhất l à rượu nho với nhiều loại
sản phẩm và công dụng bổ dưỡng. Tuy nhiên nho không phải là loại trái cây có thể l ên
men tạo rượu duy nhất. Nước ta là nước nhiệt đới với nhiều loại trái cây có h ương vị
thơm ngon và chất lượng tốt có thể lên men tạo rượu cho chất lượng tốt . Hiện nay tr ên
thị trường Việt Nam đã có một số rượu vang từ trái cây nh ư mơ ,dứa, nho, chuối…
Trong khi đó, Xoài cũng là loại quả thơm ngon, thành phần hóa học chứa nhiều đ ường,
protein, vitamin, khoáng ,acid h ữu cơ …không chứa nhiều tanin. Hơn nữa xoài được
trồng phổ biến, bên cạnh các giống xoài cho giá trị kinh tế cao như xoài Cát Hòa Lộc,
xoài Thái, xoài Tư ợng…thì số lượng xoài có giá trị kinh tế thấp như xoài Mủ, xoài
Min… vẫn còn trồng nhiều ở nước ta.
2
Vì vậy với mong muốn đ ưa ra một quy trình hoàn thiện về quá trình lên men để
tạo ra một sản phẩm r ượu vang xoài có hượng vị, chất lượng, giá trị cao, đồng thời với
mong muốn nâng cao giá trị sử dụng của các giống xo ài có gía trị kinh tế thấp , cải

thiện đời sống cho bà con nông dân vùng tr ồng xoài. Được sự đồng ý của Nh à trường,
khoa chế biến và được sự hướng dẫn trực tiếp c ủa thấy giáo Nguyễn Đại H ùng em đã
tiến hành thực hiện đề tài “ Khảo sát các yếu tố ảnh h ưởng đến quá trình lên men
rượu vang Xoài” tại phòng thí nghiệm của trường”.
Để thực hiện đề tài này cần nghiên cứu các nội dung sau:
- Khảo sát lượng enzym pectinase bổ sung thích hợp để ép dịch xo ài
- Khảo sát lượng nước pha loãng.
- Khảo sát lượng đường bổ sung thích hợp.
- Khảo sát pH thích hợp.
- Khảo sát lượng cái men thích hợp
- Khảo sát thời gian lên men thích h ợp.
- Khảo sát hàm lượng NaHSO
3
Qua ba tháng thực hiện đề tài đến nay đã hoàn thành. Vì thời gian ngắn, điều kiện
nghiên cứu cũng như kiến thức còn hạn chế nên nội dung của đề tài chắc chắn không
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để nội dung
của đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
3
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Cơ sở lý thuyết của quá tr ình lên men:[1], [2]
1.1.1 Các qúa trình lên men:
Lên men theo ngh ĩa hẹp là thuật ngữ để chỉ các quá tr ình phân giải các chất để thu
năng lượng, trong đó hydro đ ược tách ra từ một c ơ chất ( thường là glucoseside), được
chuyển đến chất nhận cuối c ùng là hợp chất hữu cơ. Oxy phân tử không tham gia v ào
quá trình lên men (s ự phân giải yếm khí). Theo định nghĩa của Pasteur th ì “ sự lên men
là sự sống không có oxy phân tử”. ví dụ trong lên men rượu hydro được tách ra trong
quá trình phân hủy glucose kị khí được chuyển đến acetaldehyd (CH
3
CHO) hình thành

trong quá trình đường phân để tạo ethanol. Đối với tế bào thì ý nghĩa của sự lên men ở
chỗ chúng thu được năng lượng ở dạng ATP, dự trữ cho c ơ thể sinh vật.
Một chất hữu cơ có thể lên men kị khí có khả năng đ ược oxy hóa từng phần
nhờ quá trình phân giải nội phân tử kèm theo quá trình phân gi ải năng lượng. Các chất
có thể lên men được chủ yếu là glucid dạng đơn giản như monosaccharide,
disaccharide… các loại acid amin (trừ acid amin có nhân thơm), các base purin,
pirimidin. Trong đó quan tr ọng và dễ lên men được như steroid, tecpen… các acid béo
từ 5 C trở lên chỉ trong điều kiện hiếu khí mới bị phân giải v à oxy hóa.
Ở vi sinh vật trong quá tr ình tiến hóa đã hình thành nhiều kiều lên men khác
nhau. Dựa vào bản chất của sản phẩm chính cuối c ùng của quá trình lên men cũng như
các con đường trao đổi chất đặc tr ưng cho từng loại vi sinh vật m à người ta phân loại
các quá trình lên men như: lên men rượu, lên men lactic, lên men do n ấm men, nấm
mốc.
Ngày nay trong lĩnh vực công nghiệp cũng nh ư trong thực tiễn đời sống ng ười ta
có quan điểm quá trình lên men theo nghĩa rộng hơn. Quá trình lên men là quá trình
trao đổi chất, qua đó các chất hữu cơ mà chủ yếu là đường bị biến đổi dưới tác dụng
của enzyme vi sinh vật. Sự h ình thành các chất khác nhau xảy ra trong điều kiện kị khí
hoặc hiếu khí (không có oxy hoặc có oxy tham gia).
4
Từ khái niệm mở rộng tr ên đây, dựa vào cơ chế phản ứng người ta đã chia lên
men thành hai loại:
- Lên men kị khí( yếm khí)
- Lên men hiếu khí
Dù các quá trình lên men có khác nhau v ề hình thức, cơ chế, tiến trình phản ứng,
sản phẩm cuối cùng và hệ vi sinh vật tham gia, hệ enzyme xúc tác… nh ưng các quá
trình lên men có bản chất cơ bản giống nhau.
Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá tr ình lên men là nh ững phản ứng
chuyển hydro và điện tử (H
+
và e

-
). Các enzyme xúc tác cho quá trình này là các
enzyme oxy hóa - khử (dehydrogenase, oxydase…) chủ yếu từ vi sinh vật. Nh ư vậy,
thực chất các quá trình lên men là các quá trình oxy hóa – khử sinh học để thu năng
lượng và các hợp chất trung gian. Năng l ượng này rất cần thiết cho hoạt động sống của
vi sinh vật như sinh trưởng, phát triển, sinh sản… T ùy theo chủng vi sinh vật, môi
trường, và điều kiện lên men chúng ta thu được các sản phẩm chính, phụ khác nhau.
Trong quá trình oxy hóa - khử sinh học, hydro đ ược tách khỏi cơ chất ban đầu
nhờ enzyme dehydrogenase, v à chuyển đến những chất tiếp nhận khác n hau. Tùy theo
chất tiếp nhận hydro từ c ơ chất mà người ta phân biệt các dạng l ên men và hô hấp như
sau:
Trong lên men yếm khí (lên men theo định nghĩa của Pasteur) không có sự tham
gia của oxy phân tử, hydro đ ược tách ra khỏi cơ chất và chuyển đến chất nhận là chất
hữu cơ chưa no. Sau khi nh ận hydro các chất n ày tạo thành các chất hữu cơ nhất định,
đây chính là sản phẩm của quá tr ình của quá trình lên men tích tụ ttrong môi trường
(ví dụ như ethanol, acid lactic…). Trong lên men rư ợu hydro được tách ra trong quá
trình phân hủy glucose, được chuyển hóa đến acetaldehy de (CH
3
CHO) hình thành
trong quá trình đường phân và tạo thành ethanol trong điều kiện thiếu oxy, chất n ày
hoạt động như chất nhận oxy, chất này hoạt động như chất nhận hydro và khử thành
ethanol, đồng thời tái sinh NAD từ NAD.H
2
.
5
Trong hô hấp hiếu khí (lên men hiếu khí) hydro được tách ra từ cơ chất hữu cơ
trải qua hàng loạt các giai đoạn trung gian, cuối c ùng kết hợp với oxy để tạo H
2
O. Ví
dụ acid pyruvic bị oxy hóa ho àn toàn trong chu trình Krep, qua hàng lo ạt sản phẩm

trung gian, cuối cùng tạo CO
2
và H
2
O, giải phóng năng lượng. Qúa trình hô hấp hiếu
khí giải phóng ra năng lượng lớn cung cấp cho quá tr ình hoạt động sống của c ơ thể
sinh vật. Nguyên liệu của quá trình oxy hóa (hô hấp hiếu khí ) chủ yếu l à glucid, sáp,
chất béo…Sản phẩm cuối c ùng này là CO
2
, H
2
O và một số sản phẩm trung gian do
oxy hóa không hoàn toàn như acid acetic, acid citric…
Các vi sinh vật sống trong điều kiện kị khí th ường có thể sống trong đi ều kiện kị
khí hoặc kị khí bắt buộc không hoàn toàn. Chất nhận điện tử và hydro cuối cùng không
phải oxy mà là nitrat hay sulfat. Ki ểu chuyển điện tử v à H
+
này giúp cho vi khu ẩn oxy
hóa hoàn toàn cơ ch ất mà không cần sự tham gia của oxy phân tử. So với quá tr ình lên
men trong hô hấp kị khí vi sinh thu đ ược nhiều năng lượng hơn.
Tóm lại trong thực tiễn sản xuất hiện nay, ng ười ta chỉ phân biệt hai dạng l ên
men là lên men hiếu khí và lên men yếm khí.
1.1.2 Điều kiện của quá tr ình lên men:
- Nguyên liệu để lên men:
Một trong những thành phần chủ chốt của môi tr ường lên men là glucid. Glucid
không những là nguồn cung cấp năng l ượng mà còn là nguồn cung cấp vật liệu xây
dựng cần thiết để sinh tổng hợp các cấu tử cần thiết của tế b ào. Dạng glucid dễ lên men
là monosaccharide, đặc biệt là glucose, fructose…là dạng đường dễ lên men, ngoài ra
nấm men cùng lên men được disaccharide như saccharose, maltose b ởi vì nấm men có
enzyme saccharase và maltase th ủy phân cá đường disaccharide trên thành đường đơn

là glucose và fructose. Với polysaccharide như tinh bột nấm men không lên men đư ợc
mà phải qua khâu trung gian l à thủy phân tinh bột ra đ ường đơn giản, nhờ xúc tác là
enzyme amylase của malt hay nấm mốc hoặc tác nhân hóa học khác. [6]
Trong điều kiện sản xuất công nghiệp ng ười ta thường chú ý sử dụng nguyên
liệu tự nhiên, ngoài thành ph ần chính là glucid cần cho lên men,còn có các thành ph ần
6
khác cần cho sự sinh trưởng và phát triển của tế bào vi sinh vật như: muối khoáng,
vitamin, yếu tố vi lượng, acid amin, chất th ơm, chất màu. Ví dụ trong công nghiệp lên
men để đạt được mục đích người ta thường dùng nguyên liệu tự nhiên như nước chiết
trái cây, nước chiết bắp, rỉ đường, malt, nước chiết thịt…Một số vi sinh vật khác có thể
lên men từ nguyên liệu là pectin…
a) Photphat.
Photphat có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của hệ
thống sinh học. Vì vậy photphat rất cần thiết trong th ành phần dung dịch lên men, nó
đưa vào môi trường dưới dạng photphat vô c ơ như photphat kali hay photphat amon.
Nồng độ photphat th ường khoảng từ 0,1-0,5%. Ngoài ra ngư ời ta cũng đưa vào môi
trường một lượng nhỏ photphat ở dạng hợp chất hữu c ơ.
b) Nitơ.
Nitơ là cấu tử quan trọng trong th ành phần protein và acid nucleic. Là thành
phần rất cần cho sự sống của vi sinh vật. Nit ơ được đưa vào môi trường lên men dưới
dang nitrat, muối amon, ure, hợp chất nit ơ có gốc sinh học.
c) Nguyên tố vi lượng.
Nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho phát triển, sinh tr ưởng của vi sinh vật.
Nguyên tố vi lượng thường gặp là : Mn, Zn, Ni, Na, Si.
Ngoài các nguyên tố vi lượng vô cơ, các vi lượng hữu cơ cũng rất cần thiết và
quan trọng trong quá trình lên men, tuy sử dụng với nồng độ cực nhỏ nh ưng có hiệu
quả rõ rệt. Ví dụ: acid pantotenic với nồng độ 1: 5000, alanin vói nồng độ 1:10
8
cũng
đã có tác dụng rất rõ rệt đến sự lên men.

Thông thường các nguyên tố vi lượng đã có mặt trong nguyên liệu tự nhiên tự
nhiên ban đầu khi đưa vào lên men như d ịch trái cây, nước chiết malt, nấm men, dịch
thủy phân đạm…
Vitamin cũng cần cho sinh tr ưởng, phát triển của vi sinh vật v à ảnh hưởng trực
tiếp đến hiệu quả của quá tr ình lên men. Đặc biệt là vitamin nhón B như B1, B2, PP,
biotin(H). Riêng biotin là vitamin quan tr ọng cho sinh trưởng của vi sinh vật . Biotin
7
được gọi là “ yếu tố sinh trưởng” và thường được sử dụng trong môi trường nuôi vi
sinh vật.
d) Nhiệt độ của môi trường lên men:
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh h ưởng đến sự phát triển của vi sinh vật
và hiệu quả lên.
Vì vậy trong thực tế sản xuất ng ười ta sử dụng yếu tố n ày để điều chỉnh vận tốc
phản ứng và chiều hướng phản ứng tạo sản phẩ m theo mong muốn.
Trong ngành công nghi ệp lên men sử dụng vi sinh vật để chuyển hóa các chất
do enzyme vi sinh vật làm chất xúc tác, vì vậy nhiệt độ sử dụng trong quá tr ình lên
men phải phù hợp với nhiệt độ sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật v à khoảng nhiệt
độ tối ưu của phản ứng xúc tác bằng enzyme. Tùy theo từng chủng giống vi sinh vật v à
từng loại lên men mà ta chọn chính xác khoảng nhiệt độ ph ù hợp, tối ưu nhất.
e) pH môi trường lên men.
Ngoài nhiệt độ, pH cũng là một yếu tố quan trọng ảnh h ưởng lớn đến sinh
trưởng, phát triển của vi sinh vật v à hiệu quả lên men của chúng. Đối với vi sinh vật
bao giờ cũng có một khoảng pH thích hợp với sinh lý của chúng cũng nh ư pH tối ưu để
vân tốc lên men đạt cực đại, hoặc đúng h ướng tạo sản phẩm yêu cầu.
Ở các giá trị pH khác nhau của môi tr ường lên men, ta có thể thu nhận các sản
phẩm khác nhau.
Ví dụ: ở pH = 3–4 nấm men sẽ lên men đường tạo ethanol là sản phẩm chính.
Nếu pH kiềm thì chiều hướng lên men của nấm men sẽ tạo sản phẩm chính l à glycerin.
f) Oxy
Tùy theo kiểu lên men chúng ta ph ải khống chế lượng oxy sao cho ph ù hợp. Ví

dụ lên men yếm khí như lên men lactic, lên men rư ợu, bia cần tạo điều kiện yềm khí
nghiêm ngặt.
Lên men hiếu khí như: lên men acid citric, acid gluconic…. Cần cung cấp oxy
vào quá trình lên men, hoặc tạo môi trường thoáng khí tối đa cho môi tr ường. Trong
cùng một quá trình lên men các giai đoạn khác nhau cũng cần thay đổi điều kiện yếm
8
khí hay hiếu khí như trong lên men rượu giai đoạn đầu cần oxy cho nấm men sinh
trưởng phát triển đủ l ượng yêu cầu, giai đoạn sau cần tạo điều kiện yếm khí, để nấm
men chuyển hóa đường thành ethanol.
1.2 Tổng quan về nấm men: [4], [5]
1.2.1 Đặc điểm của nấm men:
Nấm men ( yeast, levure ) l à tên chung dùng đ ể chỉ nhóm nấm cấu tạo đ ơn bào.
Nấm men với số giống hiện biết là 39 và 349 loài (theo Lodder, 1970), ho ặc 66 giống,
483 loài (theo J.A.Barnett ,R.W, Payne v D. Yarrow, 1983). Nấm men có cấu tạo v à
sinh sản bằng cách nảy chồi v à phân cắt. Chúng phân bố rộng r ãi khắp nơi. Đặc biệt
chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả.
Nấm men thường được dùng cho sản xuất rượu vang thuộc là chủng thuộc giống
Saccharomyces. Nó nằm trong giới nấm (Fungi), thuộc nấm thật (Eumyophyta ) theo
(W. Carrol Frazier ).
Lớp : Ascomycetes
Bộ : Endomycetales
Họ : Endomycestaceae
Họ phụ : Saccharomyceteae
Giống : Saccharomyces
Theo Lodder (1971 ) n ấm men thuộc giống saccharomyces có đặc điểm như
sau: sinh sản sinh dưỡng bằng nảy chồi ở nhiều phía, khôn g tạo bào tử bắn, tế bào sinh
dưỡng hình tròn, elip, ovan, hình tr ứng, không có hình tam giác, có tạo nang bào tử,
nang bào tử hình thoi, mỗi nang chứa hai bào tử, bào tử hình cầu hoặc hình trứng, nang
chìm khó vỡ, không đồng hóa nitrat, lên men glucose mạnh mẽ , không tạo thành váng
sớn trên nước chiết mạch nha.

Nấm men thuộc giống saccharomyces có khả năng lên men rượu. Con người sử
dụng chúng để nấu r ượu bia, cồn, glycerin. Nấm men sinh sản nhanh chóng, sinh khối
của nó giàu protein, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăn
gia súc
9
Nấm men Saccharomyces th ường có cấu tạo đơn bào, có nhân thật, hình tròn,
hình trứng hay hình bầu dục, hình dài hoặc hình elip. Nói chung kích th ước tế bào nấm
men khá lớn, to hơn hẳn so với tế bào vi khuẩn. Các loại nấm men đ ơn bào sử dụng
trong công nghiệp thường có kích thước (3-5)x5x10µm, nặng 10-12 pg (1pg = 10
–12
g).
trong tự nhiên chúng có mặt ở khắp mọi nơi: trong hoa quả, trong đất, nước…
1.2.2 Cấu tạo tế bào nấm men:
Trong tế bào nấm men saccharomyces có:
34,1% polysacharit
5,0% trehaloza
10,8% acid nucleic và nucleotit
4,5% photpholipit
2,5% triglycerit
1,0% sterol
3.1% các thành phần tro
39.0% protein
Thành phần acid amin trong tế bào nấm men được cho trong bảng sau:
Bảng 1.1. giá trị trun g bình các acid amin nằm trong thành phần protein ở
nấm men Saccharomyces:
acid amin
mmol/100g protein n ấm men
Alanin
114,70
Arginin

40,18
Asparagi
25,43
Acid aspatic
74,38
Cystein
1,65
Acid glutamic
74,45
Glutamin
25,33
Glixin
72,56
10
Histidin
16,55
Isoleusin
48,17
Leusin
74,08
Lizin
1,54
Metionin
12,66
Phenylalanin
33,44
Prolin
41,13
Xerin
46,33

Treonin
45,85
Một phần acid amin này sẽ trả lại cho rượu vang khi kết thúc l ên men, tế bào
nấm men bị phân hủy. V ì vậy vang là loại đồ uống cao cấp. Nấm men chứa nhiều
vitamin (mg/kg chất khô).
Vitamin B1 : 15 -18
Vitamin B2 : 54- 68
Vitamin B3 : 130-160
Vitamin B4 : 2600
Vitamin B5 : 500 -600
Vitamin B6 : 19 – 30
Vitamin B7 : 1,6 - 3
Vitamin B8 : 500
Nấm men là loại cơ thể đơn bào có nhân thật khá hoàn chỉnh.
- Vỏ tế bào: Bao vây tế bào nấm men là một lớp màng mỏng dày đặc, mềm mại
có thể đàn hồi để định hình cũng như bảo vệ tế bào chống lại các tác động b ên ngoài
và chất độc, nó còn có tác dụng giữ áp suất thẩm thấu nội bào, điều chỉnh các chất
dinh dưỡng là các hợp chất có phân tử l ượng thấp và các muối khoáng đi qua các lỗ
nhỏ vào trong tế bào.
Thành phần hóa học của vỏ tế b ào gồm có các phức chất protein -polysacarit,
11
phosphat, lipid, kitin. V ỏ tế bào dày khoảng 25nm chiếm khoảng 25% khối l ượng tế
bào.
- Tế bào chất: còn gọi là nguyên sinh chất. Nó có cấu trúc không đồng nhất v à ở
thể keo, chứa tất cả các cấu trúc c ơ bản của tế bào: ti thể, riboxom, mạng lưới nội
chất, các chất dự trữ dạng tinh bột, d ạng chất béo, hợp chất lipoit v à hydratcacbon tự
nhiên trong nội bào.
Tế bào chất là hệ keo được cấu tạo từ protein, hydratcacbon, lipid, chất khoáng,
nước và các hợp chất khác nữa. N ước trong tế bào chất chiếm khoảng 90% ở dạng tự
do để hòa tan các chất trước khi tham gia vào các phản ứng trao đổi chất v à dạng liên

kết.
- Nhân tế bào: có màng vỏ, hạch nhân và chất nhân. Vỏ nhân tham gia v ào điều
hòa các qui trình trong nhân b ằng cách thay đổi tính thấm v à thông báo trực tiếp giữa
nhân với môi trường bên ngoài tế bào, cũng như giữa nhân và tế bào chất. Thành phần
hóa học cơ bản của nhân là acid deoxynucleic, nó đảm nhận vai trò truyền thông tin từ
thế hệ này tới thế hệ sau. Ngoài ra còn có protein và m ột số thành phần khác.
Hàm lượng AND trong nhân tế bào là ổn định và không phụ thuộc vào các điều
kiện bên ngoài, vào dinh dư ỡng cũng như vào tác động từ các yếu tố khác.
Các thể vùi và các chất dự trữ trong tế b ào nấm men: nằm trong tế b ào chất và
dịch không bào, chúng có thể thay đổi trong suốt quá trình sống của tế bào.
1.2.3 Thành phần hóa học của tế b ào nấm men
Thành phần hóa học của tế b ào nấm men thay đổi phụ thuộc v ào thành phần
môi trường dinh dưỡng, mức độ tăng tr ưởng của giống nấm men v à điều kiện nuôi cấy.
Nhưng nhìn chung bao gồm: Nước: 75 – 85%, chất khô: 15 – 25%. Trong đó ch ất
khoáng chiếm 2 – 14% hàm lượng chất khô.
Nấm men gồm một số th ành phần như: protein, glycogen, tregaloza, ch ất béo,
tro, photpho, lưu hu ỳnh, sắt, magie, kali, canxi, các nguy ên tố vi lượng, vitamin và
nhân tố sinh trưởng
Magie có tác dụng hoạt hóa nhiều photphastaza v à enolaza. Mg
2+
có ảnh hưởng
12
giữ gìn hoạt tính enzyme khi đun nóng. Mg v à Mn làm tăng nhanh nhu c ầu về glucose
của nấm men. Ảnh h ưởng của Mg mạnh h ơn khi nồng độ glucose thấp trong môi
trường. Các môi trường dinh dưỡng thường có 0,02 ÷ 0,05% Mg ở dạng sunfat.
Kali vừa là chất dinh dưỡng vừa là chất kích thích sinh tr ưởng của nấm men.
Tác dụng kích thích đ ược giải thích bằng vai tr ò của ion này trong quá trình
phosphoryl – oxy hóa và quá trình đường phân. Nó còn kích thích quá trình v ận
chuyển phospho vô cơ vào trong tế bào. Kali hoạt hóa hàng loạt enzyme của nấm men
như aldolaza, enzyme pyruvat cacboxylaza và c òn ảnh hưởng đến trao đổi chất Nitơ,

lưu huỳnh và chất béo của tế bào nấm men.
Canxi đóng vai trò hoạt hóa trong tế bào vi sinh vật nói chung cũng nh ư tế bào
nấm men. Ca
2+
liên kết với protein-enzyme làm trung tâm ho ạt động của amylaza. Ion
này có thể liên kết với ATP cùng với cả Mg
2+
, Mn
2+
. Nâng cao hàm lư ợng muối canxi
trong môi trường sẽ làm ức chế sinh sản v à làm giảm tích lũy glycogen, l àm tăng hàm
lượng sterin của nấm men. Đối với nấm men h àm lượng Ca
2+
đạt tới 40 mg/l có tác
dụng kích thích sinh tr ưởng tốt hơn là kiềm hãm.
Các nguyên tố vi lượng có vai trò quan trọng đối với sinh sản và hoạt động sống
của nấm men. Chúng tham gia v ào nhiều thành phần của enzyme, vitamin v à nhiều
hợp chất khác nữa trong quá tr ình sinh tổng hợp các sản phẩm của tế b ào. Nó còn kích
thích tổng hợp vitamin như riboflavin(vitamin B2) và acid ascorbic (vitamin C). Các
ion kim loại vi lượng trong thành phần enzyme tạo th ành phức hữu cơ – kim loại và
các hợp chất phức khác trong tế b ào. Kết quả là các phức này sẽ tạo điều kiện phản
ứng cho enzyme kết hợp với c ơ chất tốt hơn làm tăng hoạt tính của enzyme và cơ ch ất
sẽ được chuyển hóa nhiều h ơn.
Vitamin và nhân t ố sinh trưởng: để nấm men có thể phát triển b ình thường thì
cần vitamin làm cofacto trong nhi ều enzyme của tế b ào nấm men. Nấm men có thể
tổng hợp được nhiều vitamin trong chừng mự c nào đó nhưng không t ổng hợp được
vitamin H. Vì vậy trong môi trường dinh dưỡng nhất định phải có vitamin n ày.
13
1.2.4 Dinh dưỡng nấm men:
Có 2 nguồn dinh dưỡng khác nhau là dinh dưỡng nội bào và dinh dưỡng ngoại

bào. Dinh dưỡng ngoại bào là các chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài thấm qua
màng tế bào. Khi môi trường bên ngoài nghèo ho ặc cạn chất dinh dưỡng thì các thành
phần dự trữ nội bào như glycogen, tregaloza, lipid, các h ợp chất chứa nitơ sẽ được
dùng để cung cấp chất dinh d ưỡng gọi là dinh dưỡng nội bào.
1.2.5. Sinh trưởng của nấm men
1.2.5.1. Sinh sản của nấm men
Nấm men có 2 hình thức sinh sản: sinh sản hữu tính (sinh sản bằng b ào tử) và
sinh sản vô tính (sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc phân cắt tế b ào ).
Trong quá trình sinh s ản vô tính, nhân và tế bào chất từ tế bào mẹ chuyển sang
tế bào con. Trước khi phân cắt, nhiễm sắc thể trong nhân cũng chia th ành 2 phần bằng
nhau cho tế bào mẹ và tế bào con. Trong các th ế hệ tế bào nấm men thì số lượng
nhiễm sắc thể trong tế b ào nấm men được bảo tồn một cách nghi êm ngặt.
Sinh sản hữu tính: trong quá tr ình nuôi cấy, nấm men chuyển đột ngột từ môi
trường giàu dinh dưỡng sang môi trường nghèo dinh dưỡng trong khi vẫn giữ nguy ên
độ ẩm, tích tụ các hợp chất trung gian, đủ oxy của không khí th ì tế bào sẽ sinh bào tử
nằm trong các túi đ ược gọi là bào tử nang. Bào tử nang bền với các tác nhân b ên ngoài
như nhiệt độ cao, khô hạn nh ưng kém bền nhiệt hơn so với bào tử của vi khuẩn.
Chúng chết ở nhiệt độ 60
0
C còn bào tử của vi khuẩn chết ở nhiệt độ 12 0
0
C.
Bào tử nang hình thành do kết quả giao hợp 2 tế b ào có tính đực cái và quá trình phân
chia nhân thụ thành hợp tử. Trong một nang có từ 1 -4 bào tử đôi khi có đến 8 bào tử.
Khi gặp điều kiện thuận lợi cho quá tr ình sinh sản vô tính ở môi tr ường mới, các bào
tử nảy mầm thành tế bào mới và tiếp tục sinh sản bằng cách nảy chồi.
Trong vòng đời sinh sản của nấm men có sự luân phi ên sinh sản vô tính và sinh
sản hữu tính với các giai đoạn khác nhau.
1.2.5.2. Sinh trưởng của nấm men
Khi cấy nấm men vào môi trường dinh dưỡng chúng sẽ sinh sản cho đến c ơ

14
chất dinh dưỡng cần thiết trong môi tr ường giảm đến mức thấp nhất. Khi đó sinh
trưởng phát triển của chúng chậm dần v à ngừng hẳn.
Quá trình sinh trưởng phát triển của nấm men đ ược chia làm 4 pha: pha tiềm
phát, pha phát triển chỉ số, pha ổn định v à pha suy thoái:
Pha Lag (pha tiềm phát): là giai đoạn nấm men mới đ ược cấy vào môi trường,
vận tốc sinh trưởng coi như bằng không, nấm men c òn thích nghi với môi trường mới,
trong đó một số tế bào bị ức chế và có thể bị chết. Số lượng tế bào nấm men ở giai
đoạn này là không tăng ho ặc tăng không đáng kể nh ưng sự trao đổi chất lại xảy ra
mạnh mẽ, kích thước tế bào phát triển nhanh, mạnh. Trong môi tr ường đầy đủ chất
dinh dưỡng thì tế bào nấm men càng khỏe và pha lag càng rút ngắn.
Pha logarit: trong pha này s ố lượng tế bào phát triển một cách ồ ạt, kích thước
trung bình của nấm men ở giai đoạn n ày là nhỏ nhất vì chúng còn phải sinh sản (nảy
chồi, phân chia tế bào) từ nguồn tế bào chất và vỏ tế bào. Cùng với sự phát triển mạnh
mẽ về số lượng tế bào thì các chất dinh dưỡng trong môi trường ngày càng cạn kiệt
cùng với sự tích tụ những sản phẩm của quá tr ình trao đổi chất không cần thiết cho quá
trình phát triển của nấm men làm hạn chế sự phát triển về số l ượng và quá trình này
chuyển sang pha ổn định.
Pha ổn định: trong pha n ày số lượng tế bào là ổn định và mật độ quần thể là tối đa.
Pha suy vong: trong pha này các t ế bào sống giảm và tế bào chất tăng dần, một số
tế bào chất bị tự phân do các enzyme proteaza nội bào. Các tế bào sống già đi, kích
thước nhỏ lại, biến dạng.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay ng ười
ta dùng nhiều phương pháp khác như:
 Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay
gián tiếp trên mặt thạch.
 Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị
chuẩn của mật độ tế b ào…
15
N

t
Hình 1.1 Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men.
1.2.5.3. Hô hấp
Nấm men là cơ thể sống kị khí tùy tiện. Chúng có thể sống ở trong điều kiện kị
khí cũng như hiếu khí, tùy thuộc vào điều kiện có đủ oxy cung cấp cho quá tr ình trao
đổi chất của chúng hay không. Khi nuôi cấy nấm men trong điều kiện không có sục
khí thời gian đầu nấm men sinh tr ưởng ở điều kiện hiếu khí do có sẵn một l ượng oxy
hòa tan trong môi trường sau khi lượng oxy này cạn dần nấm men chuyển sang quá
trình hô hấp kị khí.
Hô hấp hiếu khí:
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2

6CO
2
+ 6H
2
O + 674 cal
Hô hấp kị khí:
C
6
H
12
O

6

2CH
3
CH
2
OH + 2CO
2
+ 33 cal
Trong lên men rượu các đường đơn như glucose, fructose sẽ được phân giải
theo con đường EMP trong giai đoạn đầu, tiếp theo l à chuỗi hô hấp hoạt động giải
phóng ra nhiều năng lượng tích tụ trong ATP, sinh khối nấm men giống tăng v à khi
môi trường chuyển sang kị khí nấm men tiến h ành lên men, tích t ụ rượu etylic và CO
2
cùng một số sản phẩm phụ trong đó có glycerin.
1.3 Giới thiệu về quá trình lên men rượu: [2],[3]
1.3.1 Đại cương về lên men rượu:
16
Lý thuyết về quá trình lên men rượu đã được các nhà sinh học nghiên cứu từ
lâu. Năm 1976, Lavoisier phân tích s ản phẩm lên men rượu và nhận thấy khi lên men,
đường không chỉ biến thành rượu mà còn tạo acid acetic nữa.
Từ năm 1803 L.J.thenard chứng minh rằng nấm men l à nguyên nhân trực
tiếp của quá trình lên men rượu. Đến năm 1810 đ ược Gay- Lussac viết thành phương
trình là:
C
6
H
12
O
6

= 2C
2
H
5
0H + 2CO
2
Gay- lussac nghiên cứu và thấy rằng cứ 45 phần khối lượng đường glucose khi
lên men sẽ tạo 23 phần ancol etylic và 22 phần khí carbonic.
L.Pasteur là nhà Bác h ọc Pháp đã có nhiều công trình nghiên cứu về nấm men
và sự lên men rượu. Năm 1857 Pasteur đ ã chỉ ra rằng: “sự phân giải đ ường thành rượu
và CO
2
là sự hô hấp của nấm men trong điều kiện yếm khí”. Pasteur nhận thấy cứ 100
phần khối lượng đường saccharose khi lên men sẽ tạo 51.1 phần ancol etylic, 48.4
phần CO
2
, 32 phần glycerin, 0.7 phần acid succinic v à 2 phần các sản phẩm khác. Kh i
đó ông suy ra cứ 45 phần khối lượng glucose khi lên men sẽ cho 21.8 phần a ncol etylic
chứ không phải 23 phần nh ư Gay- Lussac đã tính.
Tuy vậy thời đó Pasteur đ ã có những quan điểm sai lầm “ sự l ên men chỉ xảy ra
trong tế bào men sống” về sau Buchner đ ã nghiên cứu bổ sung hoàn chỉnh bản chất quá
trình lên men rượu qua thí nghiệm l ên men rượu dịch nghiền tế bào nấm men ông đã
đưa ra kết luận chính xác nh ư sau về sự lên men rượu: “sự lên men rượu là sự phân giải
các chất đường thành rượu và CO
2
dưới tác dụng của các chất do nấm men tiết ra” .
1.3.2 Cơ chế của quá trình lên men rượu:
Đường và các chất dinh dưỡng được hấp thụ qua bề mặt tế b ào rồi thẩm thấu
vào bên trong. Ở đó, các enzyme sẽ tác dụng qua nhiều giai đoạn trung gian để cuối
cùng tạo ra sản phẩm chính là rượu và khí cacbonic. Hai ch ất này khuếch tán và tan

vào môi trường xung quanh.
 Diễn biến của quá trình lên men
17
Trong quá trình lên men ethanol đầu tiên tế bào nấm men hấp thụ đ ường và chất
dinh dưỡng khác lên bề mặt của nó. Sau đó các chất khu ếch tán qua màng bán thấm
của tế bào vào trong tế bào. Sự khuếch tán này tuân theo định luật chung của sự thẩm
thấu. Nước có thể ra vào tự do nhưng đường và các chất hòa tan khác ra vào t ế bào rồi
thì không quay ra được. Trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men, đường được
chuyển hóa thành ethanol và CO
2
. Ethanol và CO
2
được tạo thành thoát ra khỏi tế bào
và khuếch tán vào môi trường, ethanol hòa tan vào trong nước. Lúc này môi trường lên
men nhanh chóng đư ợc bão hòa bởi khí CO
2
, khí CO
2
hấp phụ trên bề mặt của tế bào
nấm men tạo thành như một cái phao, thắng được trọng lực của tế b ào cả bọt khí và
nấm men nổi lên. Bọt khí vỡ, tế bào nấm men lại chìm xuống. Như vậy nếu quan sát
vào môi trường lên men ta thấy nấm men vốn không di động trở th ành di động. Hiện
tượng này góp phần tăng nhanh quá tr ình trao đổi chất và tốc độ lên men được tăng
nhanh một cách tương ứng.
Xét về mặt hóa học, sự l ên men rượu bình thường chia ra làm hai thời kỳ: thời
kỳ cảm ứng và thời kỳ tĩnh.
 Thời kỳ cảm ứng: Là thời kỳ đầu hướng phản ứng xảy ra theo chiều h ướng
(a). Lúc này sản phẩm hình thành glycerin. B ởi lẽ lúc này hàm lượng acetaldehyde
(CH
3

CHO) chưa có nhiều để tiếp nhận hyđro của coldehydrogenase m à hyđro lại
chuyển đến cho photphoglyceraldehyde tạo th ành phosphoglyceryl, sau đ ó
phosphoglycerin b ị thủy phân giải phóng acid phosphoric v à glycerin.
 Thời kỳ tĩnh: Lúc này lượng acetaldehyde đ ã hình thành nhiều, nên hydro từ
alcoldehydrogenase l ại chuyển sang acetaldehyde theo chiều h ướng phản ứng ( b). Lúc
này sản phẩm chủ yếu l à ethanol.
18
 Qúa trình hóa học của sự lên men
C
6
H
12
O
6
Glucose
CH
2
-OP
CHOH
CHO Phosphoglyceraldehyde
(a) (b)
CH
2
-O-P
Phosphoglyceryl CHOH Phosphoglyceric
CH
2
OH
- H
3

PO
4
CH
3
-CHO Acetaldehyde
Glycerin
Hình1.2 : Sơ đồ lên men ethanol
CH
3
-CH
2
OH Ethanol
CH
2
OH
CHOH
CH
2
OH
CH
2
-O-P
CHOH
COOH
-CO
2