Công nghệ sinh học trong sản xuất nấm men sử dụng trong sản xuất rượu vang

VIỆN
CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
 - 
Tiểu luận môn: Công Nghệ Sinh Học Thực Phẩm
Đề tài: Công Nghệ Sinh Học Trong Sản
Xuất Nấm Men Sử Dụng Trong Sản
Xuất Rượu Vang



GVHD:TS Đàm Sao Mai
Lớp DHTP4
Danh sách nhóm: 9
1.Nguyễn Thanh Hải 08102311
2.Nguyễn Đắc Vinh 08106921
3.Phạm Xuân Quang 08107051
4.Kỷ Nhật Trung 08106851
5.Nguyễn Văn Phương 08107671
TPHCM, Tháng 1/2011
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
MỤC LỤC
1.1 Sơ lược về Nấm Men: 4
1.1.1. Hình dạng và kích thước 4
1.1.2. Cấu tạo tế bào nấm men 4
1.1.3.Sự sinh sản của nấm men 5
1.1.4. Phân loại nấm men 5
1.1.5. Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men: 6
1.1.6. Các hình thức hô hấp của nấm men 9
1.2. Ứng dụng của nấm men trong công nghệ thực phẩm: 10
II. NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG 10
2.1Khái quát rượu vang 10

2.1.1. Lịch sử rượu vang 10
2.1.2.Phân loại rượu vang: 12
2.2. Các loại nấm men trong sản xuất rượu vang: 19
2.2.1. Nấm mem rượu vang tự nhiên : 19
2.2.2. Nấm men rượu vang nuôi cấy thuần chủng 19
2.3 Các chủng nấm men gây hư hỏng rượu vang: 22
2.4. Hệ Vi Sinh Vật Trong Lên Men Rượu Vang Tự Nhiên 24
2.5. Dinh Dưỡng Nấm Men Và Chất Lượng Rượu Vang 24
2.6 Sản xuất vang 26
2.6.1 Men giống trong sản xuất vang 27
2.6.2 Quá trình lên men 28
a. Các điều kiện của quá trình lên men: 28
b. Các giai đoạn của quá trình lên men : 29
2.7. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men vang: 32
2.7.1. Ảnh hưởng của oxy: 32
2.7.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ: 33
2
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
2.7.3. Ảnh hưởng của đường: 33
2.7.4. Ảnh hưởng của pH môi trường 33
2.7.5. Ảnh hưởng của ánh sáng 33
2.7.6. Ảnh hưởng của nồng độ rượu 34
2.7.7. Ảnh hưởng của nguồn nitơ 34
2.7.8. Ảnh hưởng của mật độ tế bào nấm men 34
2.7.9. Ảnh hưởng của chất sát trùng 34
2.7.10. Ảnh hưởng của hàm lượng CO2 35
III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

I. SƠ LƯỢC VỀ NẤM MEN VÀ ỨNG DỤNG TRONG

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM.
3
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
1.1 Sơ lược về Nấm Men:
Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân
cắt. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi. Đặc biệt chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng
hoa quả. Ngoài ra thấy chúng có mặt trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và cả nơi
sản xuất rượu vang.
1.1.1. Hình dạng và kích thước
 Hình dạng tế bào nấm men:
Nấm men thường có hình dạng khác nhau, thường có hình cầu, hình elip, hình trứng, hình bầu
dục và cả hình dài. Một số loài nấm men có tế bào hình dài nối với nhau thành những dạng sợi gọi
là khuẩn ty (Mycelium) hay khuẩn ty giả (Pseudo mycelium). Tuy nhiên hình dạng của chúng
không ổn định, phụ thuộc vào tuổi của nấm men và điều kiện nuôi cấy.
 Kích thước tế bào nấm men
Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5 – 10 lần tế bào vi khuẩn.
Kích thước trung bình:
- Chiều dài: 9 – 10 μ m
- Chiều rộng: 2 – 7 μ m
Kích thước cũng thay đổi, không đồng đều ở các loài khác nhau, ở các lứa tuổi khác nhau và
điều kiện nuôi cấy khác nhau.
1.1.2. Cấu tạo tế bào nấm men
Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các phần cơ bản
như sau:
- Thành tế bào: cấu tạo từ nhiều thành phần khác nhau. Trong đó chủ yếu là:
glucan, manan, protein, lipid và một số thành phần nhỏ khác như kitin, volutin,…
- Màng nguyên sinh chất: gồm các hợp chất phức tạp như protein, phospholipit
4
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
enzyme permeaza…

- Chất nguyên sinh: thành phần cấu tạo chủ yếu là nước, protit, gluxit, lipit và các muối
khoáng, enzyme và có các cơ quan trong đó.
- Nhân tế bào
- Những thành phần – cơ quan con khác: không bào, ty lạp thể, riboxom,…
1.1.3.Sự sinh sản của nấm men
Nấm men có một số hình thức sinh sản sau:
- Sinh sản bằng cách nảy chồi.
- Sinh sản bằng cách phân đôi.
- Sinh sản bằng bào tử và sự hình thành bào tử.
+ Tiếp hợp đẳng giao
+ Tiếp hợp dị giao
+ Sinh sản đơn tính
1.1.4. Phân loại nấm men
Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và lợp nấm men giả (Fungi
imporfecti)
- Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lợp nấm túi):
+ Phần lớn nấm men dùng trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc
giống Saccharomyces.
+ Giống Endomyces
+ Giống Schizosaccharomyces
5
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
- Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm men bất toàn) :
+ Crytococus (toscula, tornlopsis)
+ Mycoderma
+ Eandida
+ Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm mốc)
+ Rhodotorula
1.1.5. Các quá trình sinh lí của tế bào nấm men:
* Sinh dưỡng của nấm men

Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi trường sống,
nhưng nhìn chung bao gồm:
- Nước: 75 – 85%
- Chất khô: 15 – 25% . Trong đó chất khoáng chiếm 2 – 14% hàm lượng chất khô.
Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali,
magiê,…
6
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
- Dinh dưỡng Cacbon
Nguồn Cacbon cung cấp là các loại đường khác nhau: saccarose, maltose, lactose, glucose…
Hô hấp hiếu khí:
C
6
H
12
O
6
+ 6 O
2
 6CO
2
+ 6H
2
O + 674 cal
Hô hấp kị khí
C
6
H
12
O

6
 2CH
3
CH
2
OH + 2 CO
2
+ 33 cal
- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay
dịch.
- Dinh dưỡng Nitơ:
Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt albumin của
môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ
thường dùng là acid amin, pepton, amid, urê. Đạm vô cơ là các muối amon khử nitrat, sulfat…
- Các vitamin và chất khoáng:
Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men:
+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphat của nhiều enzyme của
sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng lượng lớn.
+ Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và enzyme.
+ Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
+ Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác.
+ Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham gia vào sự
lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic.
+ Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê.
* Cơ chế vận chuyển các chất dinh dưỡng vào trong tế bào nấm men
7
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
Nấm men hoàn toàn không có cơ quan dinh dưỡng riêng biệt, các chất dinh dưỡng mà nó sử
dụng chủ yếu được vận chuyển qua thành tế bào theo hai con đường cơ bản:
- Thẩm thấu bị động: trên thành tế bào nấm men có những lỗ nhỏ, những lỗ này có

tác dụng làm cho chất dinh dưỡng vận chuyển vào trong tế bào từ môi trường bên ngoài nhờ
áp suất thẩm thấu, ngược lại chất thải trong quá trình trao đổi cũng được thải ra theo con đường này.
- Hấp thu chủ động: các thành phần dinh dưỡng không có khả năng xâm nhập vào tế bào
theo con đường thứ nhất thì lập tức có hệ permeaza hoạt hóa. Permeaza là một protid hoạt động,
chúng liên kết với chất dinh dưỡng tạo thành hợp chất và hợp chất này chui qua thành tế bào trong,
tại đây chúng lại tách ra và permeaza lại tiếp tục vận chuyển tiếp.
* Quá trình sinh trưởng và phát triển
- Sự sinh trưởng
Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men tăng nhanh về
kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều.
- Sự phát triển
Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh khối rất lớn sau
một thời gian ngắn. Trong trường hợp sinh sản theo phương pháp này thì trong dịch nuôi cấy sẽ
không có tế bào già. Vì rằng tế bào được phân chia thành hai cứ như vậy tế bào lúc nào cũng ở
trạng thái đang phát triển. Tế bào chỉ già khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng và tế bào không có
khả năng sinh sản nữa.
Tuy nhiên đa số nấm men sinh sản bằng phương pháp nảy chồi nên hiện tượng phát hiện tế
bào già rất rõ. Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi tách đó trên tế bào mẹ tạo
thành một vết sẹo. Vết sẹo này sẽ không có khả năng tạo ra chồi mới. Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ
chuyển thành tế bào già theo thời gian.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người ta dùng nhiều
phương pháp khác nhau như:
+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay gián tiếp
trên mặt thạch.
8
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị
chuẩn của mật độ tế bào…
Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men tĩnh có thể chia làm 5 giai đoạn:
H1.1.Quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men

• Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh khối chưa tăng
nhiều.
• Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng ào ạt, kèm theo sự
thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men.
• Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành phần dịch lên men còn
lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều.
• Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản bằng tốc độ
chết.
• Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít do đó số lượng tế bào nấm men
giảm dần.
1.1.6. Các hình thức hô hấp của nấm men
Ở nấm men hô hấp là quá trình hô hấp khá phức tạp, nó xảy ra theo hai chiều hướng khác
nhau. Vì thế người ta phân thành 2 loại hô hấp : hô hấp hiếu khí và hô hấp yếm khí.
9
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
1.2. Ứng dụng của nấm men trong công nghệ thực phẩm:
- nấm men có vai trò rất to lớn trong sự phát triển của nghành công nghệ sinh học nói chung
và công nghệ thực phẩm nói riêng. Từ lúc con người bắt đầu ứng dụng nấm men trong sản xuất thực
phẩm, đã có rất nhiều các thực phẩm có giá trị ra đời đáp ứng nhu cầu tiêu dùng thực phẩm phong
phú và đa dạng của đời sống. nấm men được ứng dụng trong công nghiệp nước giải khát, trong sản
xuất bánh mì, trong sản xuất rượu bia. Chỉ tính riêng công nghiệp nước giải khát đã có hàng trăm
ngàn sản phẩm lên men từ nước quả, từ thực vật với hàng trăm cách lên men với những liều lượng
nấm men và những chủng loại nấm men khác nhau.
II. NẤM MEN TRONG SẢN XUẤT RƯỢU VANG.
2.1Khái quát rượu vang
2.1.1. Lịch sử rượu vang
Ảnh hưởng của khoa học và xã hội có tác động lên lịch sử rượu vang. Chặng đường của rượu
vang đã kế thừa sự phát triển của kỹ thuật trồng nho và kỹ thuật sản xuất. Ngoài ra nó còn phát triển
dựa trên sự mở rộng của ngành thương mại rượu, thêm vào đó là sự ảnh hưởng nhỏ từ phong tục,
thổ nhưỡng…

Hình ảnh thần rượu vang Dinoysus
trong Thần thoại Hy Lạp trên một chiếc bình cổ
Nguồn gốc ban đầu từ Trung Đông
10
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
Truyền thuyết Ba Tư kể rằng một công chúa trong cung điện đã khám phá ra rượu vang. Vị
công chúa này không được vua cha yêu mến nên đã cố tự vẫn bằng cách ăn những quả nho đã bị
thối rữa. Nàng bị say, choáng và ngủ thiếp đi. Khi thức giấc, công chúa thấy không còn căng thẳng,
thay đổi cách cư xử và lại được sự yêu mến của vua cha. Sau đó nhà vua đã loan truyền khám phá
này của công chúa ra khắp cung điện và ra lệnh ra tăng sản xuất ra những quả nho “hỏng” kia.
Như vậy rượu vang được hình thành là do sự lên men của các quả nho và được phát hiện một
cách tình cờ. Việc trồng nho và uống rượu vang đã bắt nguồn từ khoảng 4000 năm trước công
nguyên. Những phát hiện này bắt nguồn từ vùng biển Caspian và Lưỡng Hà, ngày nay là Iran.
Những người Ai Cập đã nhận ra sự khác nhau trong chất lượng rượu vang. Các nhà khảo cổ khai
quật được một số nơi chứa những hũ rượu vang chìm dưới đất, người xưa đã phát hiện ra việc cất
trữ rượu trong hầm với nhiệt độ khác nhau có ảnh hưởng đến chất lượng rượu.
11
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
Bắt nguồn với sự đóng góp
của Hy Lạp – La Mã
Rượu vang đến với châu Âu cùng với sự phát triển của văn minh Hy Lạp từ khoảng năm 1600
trước công nguyên. Trong thiên anh hùng ca Iliad và Odyssey của Homer cũng có những đoạn mô
tả đặc sắc về rượu vang. Người La Mã có những đóng góp quan trọng trong việc lựa chọn ra các
loại nho và màu nho, đặc điểm của các loại nho khi chín, nhận biết được bệnh của nho, các loại đất
thích hợp để trồng. Họ trở nên thông thạo hơn trong việc cắt tỉa chăm sóc, tặng năng suất và chất
lượng.
2.1.2.Phân loại rượu vang:
Theo truyền thống, rượu vang được định nghĩa là sản phẩm lên men từ dịch nước nho có chứa cồn
không qua chưng cất. Tuy nhiên, gần đây người ta đã mở rộng khái niệm này để chỉ các loại rượu
lên men từ các loại quả khác như táo, dâu, dứa, lê, đào Hiện nay, tùy thuộc vào mục đích của nhà

sản xuất mà dịch quả có thể là đối tượng của nhiều quá trình lên men khác nhau.
- Lên men rượu: đây là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất rượu vang, cho
phép biến đổi các loại đường trong dịch nước quả thành cồn, khí CO
2
, và rất nhiều sản phẩm rượu
khác góp phần tạo ra hương vị đặc trưng của vang.
- Lên men malolactic: cho tới nay quá trình này đã được nghiên cứu một cách rất hệ thống.
Nó thực hiện quá trình chuển hóa di-axit malic thành monoaxit, làm hạ pH của môi trường. D(iều
12
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
này cho phép thu được rượu vang có vị chua dịu hơn. Lên men malolactic được áp dụng rất phổ
biến trong quá trình sản xuất các loại rượu vang cảu Pháp như Bordeaux đỏ hay các loại rượu
champagne.
- Lên men rượu lần thứ hai trên cơ sở rượu vang đã lên men có bổ sung thêm đường sacaroza
của mía hoặc củ cải: hay còn gọi là quá trình tạo bọt, đóng vai trò rất quan trọng để sản xuất các
loại vang nổ. Quá trình này được thực hiện dưới điều kiện áp suất cao hoặc là trong thùng gỗ sồi,
hoặc trong chai ( phương pháp sản xuất rượu champagne )
- Qua đó , chúng ta có thể chia rượu vang thành nhiều loại khác nhau phụ thuộc vào hàm
lượng cồn, đường sót và hàm lượng CO
2
. Bên cạnh đó, rượu vang cũng có thể được phân loại theo
màu sắc như vang đỏ, vang trắng, vang hồng… Trong mỗi nhóm lại chia thành nhiều loại nhỏ
khác nhau tùy thuộc vào hương, vị đặc trưng của chúng. Điều này được trình bày cụ thể trong
bảng 1.1
Bảng 1.1 – Phân loại rượu vang
Trên thế giới có Trên thế giới có tới hàng trăm loại rượu vang khác nhau. Mỗi loại được đặc trưng
bởi một phương thức riêng, tùy theo đặc điệm của rượu và tính chất của công nghệ. Trong phương
thức có hai cách chế biến rượu vang phổ biến nhất. Đó là cách chế biến rượu vang trắng và rượu
vang đỏ.
13

Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
 Rượu vang đỏ:
Khi lên men nước quả nho có lẫn với xác quả riêng gọi là vang đỏ. Trong vỏ quả có nhiều chất
màu, chất tannin, chất gây mùi thơm những chất này khi bị phân hủy làm tăng lượng chất hòa tan
có trong rượu và tạo hương vị phong phú cho rượu, tạo màu sắc đẹp cho rượu. khi lên men cùng
với xác quả, kéo theo cả quần thể men bám trên vỏ quả. Trong vỏ quả giàu thức ăn về đạm, về
khoáng nên quá trình lên men đễ dàng hơn. Lên men cả xác quả thường được tiến hành ở nhiệt độ
cao hơn để trích ly được các chất màu, chất thơm và tannin có thể hòa tan trong rượu.
Kết thúc lên men, cần tiến hành tách xác quả ra rượu. Trong sản xuất lớn trước hết người ta cho
rượu chảy qua một tấm lưới để giữ các tạp chất lại. Rượu này có chất lượng cao nhất và được gọi
là rượu vang giọt, vang chảy. khi rượu ngừng chảy thì đưa vào máy ép. Rượu vang ép chiếm
khoảng 15% tổng số rượu chế được, có thể đem trộn với vang chảy để chế biến. Bã có thể đem ép
lần nữa hoặc qua xử lý, sấy khô làm thức ăn cho gia súc.

Rượu vang đỏ do lên men cả xác quả nên chứa nhiều tannin hơn rượu vang trắng, có vị chát hơn.
Do đó cần lên men malomalic để chuyển hóa axit malic sang axit lactic tạo cho rượu vị chua dịu
cân đối với vị chát của tannin. Để lên men malomalic tốt không nên tiệt trùng rượu trẻ vì lên men
malomalic xảy ra sau vài ngày, hoặc vài tuần sau lên men, vi khuẩn Lactic hoặc một lượng nhỏ
nấm men Schizosaccharomyces để có khả năng lên men malolactic nhanh và triệt để.
 Rượu vang trắng:
Khác với rượu vang đỏ, rượu vang trắng được lên men từ nước quả đã được tách bã quả. Vì nước
quả thường không có màu nên được gọi là vang trắng. Hương vị của rượu vang trắng chủ yếu là
do nước quả. Rượu vang trắng thường được lên men ở nhiệt độ thấp hơn rượu vang đỏ để giữ
hương cho rượu. Rượu vang trắng thường có ít vị chát, có độ chua cao hơn, độ cồn cao hơn vang
đỏ.
Nói chung hiện nay người ta dùng phương pháp cấy men thuần chủng vào dịch lên men. Trước khi
lên men cần tiến hành nhân giống từ hai, ba đến nhiều cấp trên môi trường tương tự như dịch lên
men nhưng có nồng độ đường thấp hơn và bổ sung đủ chất dinh dưỡng, cung cấp đủ oxy. Men
giống sau khi nhận được cấy vào dịch lên men với tỷ lệ 4-10% thể tích.
Lên men rượu vang trắng tiền hành ở nhiệt độ thấp hơn so với rượu vang đỏ, khoảng 15-20

0
C.
Rượu vang trắng rất cần giữ hương nên nhiệt thấp sẽ tốt hơn. Thời gian lên men là từ 6-7 ngày
hoặc lâu hơn tùy theo nhiệt độ và yêu cầu công nghệ.
Kết thúc quá trình lên men khi nhận thấy rượu không còn sủi bọt lên nữa, cặn và xác men đọng
xuống đáy thùng. Khi có tiến hành gạn cặn, thay thùng. Rượu trẻ được chuyển sang thùng mới,
tiếp tục để lắng cặn rồi đưa vào tang trữ.
2.1.3 Các thành phần chính của rượu vang:
Như đã trình bày ở trên, rượu vang là sản phẩm lên men từ nước quả, do vậy ngoài sản phẩm
chính như etanol, CO
2
còn có các sản phẩm phụ khác của quá trình lên men như rượu bậc cao,
glyxerin, aldehit, axit, chất thơm và các thành phần khác của dịch quả, chẳng hạn như
14
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
polyphenol, mono, di và polysacarit, axit béo, acit amin Tất cả những thành phần này đều góp
phần làm nên hương, vị đặc trưng của vang.
Thành phần của rượu vang
15
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
16
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
Hàm lượng các chất bay hơi tính theo g/l do các chủng nấm men sinh ra
2.1.4. Tác dụng của rượu vang.
Rượu vang không chỉ vai trò làm nền cho bữa tiệc hay làm cho món ăn ngon hơn, mà còn có lợi cho
sức khỏe. Uống rượu vang giúp cho quá trình tiêu hóa, chống đầy hơi, đặc biệt rất tốt cho những
người nghiện thuốc lá. Tuy vậy, nên uống rượu vang có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, tốt nhất là các
hãng rượu nổi tiếng như các dòng rượu vang Pháp, Ý, Chile, Australia, Nên tránh xa các loại vang
làm thủ công trong nước nhé các bạn.
Bạn vẫn được khuyến cáo: Rượu không tốt cho sức khoẻ. Đối với rượu vang, điều đó hoàn toàn

ngược lại. Nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chứng minh, rượu vang là loại thức uống hấp
dẫn và tốt cho sức khoẻ con người.
Nồng độ cồn trong rượu vang chỉ vào khoảng 11-14%, thấp hơn khoảng 4-5 lần so với rượu mạnh,
có nồng độ từ 40-75. Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ nếu bạn
uống điều độ, khoảng 100-200ml/ngày.
17
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
 Tránh nguy cơ mắc bệnh về tim
mạch và các chứng đột quỵ
Thực tế đã chứng minh, tỷ lệ người Pháp
mắc bệnh mạch vành và đột quỵ chỉ bằng
1/2 so với người Mỹ, mặc dù người dân
ở hai quốc gia này có chế độ và sở thích
ăn gần giống nhau. Vì sao?
Một nguyên nhân rất đơn giản nhưng ít ai để
ý đến, đó là n gười Pháp có thói quen uống
rượu vang, nhất là vang đỏ, điều độ trong bữa ăn hơn so với người Mỹ.
 Chống lại một số tác nhân gây lão hoá
Vài thành phần trong rượu vang có khả năng chống lại quá trình lão hoá của tế bào. Đặc biệt,
chất chống oxy hoá flavonoid trong vang đỏ cao gấp 10-20 lần so với rau quả.
Một chất chống lão hoá khác đáng lưu ý resveratrol. Chất này có nhiều trong vỏ quả nho, nhất
là nho chín đỏ vì hấp thụ nhiều ánh nắng mặt trời. Ngoài ra, resveratrol còn có khả năng chống
nhiễm khuẩn.
 Giảm quá trình xơ vữa động mạch
Nguyên nhân hình thành các mảng xơ vữa động mạch là do quá trình oxy hoá của lipoprotein trong
thành động mạch.
Rượu vang sẽ giúp tăng hàm lượng HDL cholesterol (một loại cholesterol có lợi cho cơ thể) và
ngăn chặn LDL (cholesterol xấu) từ lúc bắt đầu hình thành. Nhờ vậy, có thể ngăn chặn được sự tắc
nghẽn mạch máu.
 Liệu pháp mới để chữa bệnh phổi

Theo nghiên cứu khoa học được tiến hành tại Anh và Mỹ, hợp chất chống ôxy hoá resveratrol trong
rượu vang đỏ có khả năng giúp chữa trị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính.
 Kích thích ăn uống và tiêu hoá tốt
Chỉ cần nhấm nháp 100ml rượu vang trong bữa ăn, bạn sẽ cảm thấy ngon miệng hơn.
Rượu vang có khả năng trung hoà lượng chất béo, giúp bạn không bị đầy bụng và cảm thấy dễ chịu
hơn sau khi ăn.
18
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
 Những lợi ích khác của rượu vang.
Sự tổng hợp các vitamin C, B1, B3, B5, B6, kẽm, axit lipoic trong vang đỏ có tác dụng ngăn bệnh
tiểu đường. Ngoài ra, uống rượu vang đỏ điều độ còn là một cách giúp bạn giảm nguy cơ bị các
bệnh như: Ung thư, Alzheimer, parkinson
2.2. Các loại nấm men trong sản xuất rượu vang:
2.2.1. Nấm mem rượu vang tự nhiên :
Khi phân loại nấm men tìm thấy trong nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy có
nhiều loài, nhưng phổ biến hơn cả là một số loài như Saccharomyces ellipsoideus có thể cho
độ rượu cao, Kloeckera apiculata có khả năng lên men từ 4 – 5 độ rượu. Một vài nấm men
sinh màng khác có tên Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân giả axit malic thành axit
lactic và cồn làm cho rượu có vị chát. Ngoài ra còn có các loài khác như Hancelnula,
Pichia…. Tạo màng trắng trên mặt rượu.
Ở một số nơi người ta sản xuất rượu vang bằng cách lên men tự nhiên dịch quả tươi
cùng với xác quả. Lúc đó nấm mem tốt ức chế nấm mem không tốt và thực hiện quá trình lên
men.
Ở Việt Nam, lên men tự nhiên chỉ được ứng dụng tại các cơ sở vang quy mô gia đình ở
vùng nho Ninh Thuận .
Để ổn định chất lượng vang , thay vì để quá trình lên men rượu vang diễn ra một cách tự
nhiên , người ta đã điều khiển quá trình lên men theo ý muốn bằng chủng nấm nem được tuyển
chọn cẩn thận.
2.2.2. Nấm men rượu vang nuôi cấy thuần chủng.
Nấm men có thể dùng trong sản xuất rượu vang rất phong phú và đa dạng. Do đó khi sản

xuất cần tiến hành tuyển chọn chủng phù hợp nhằm đạt được hiệu quả cao và chất lượng rượu tốt.
Để chọn chủng hoàn toàn thích hợp, người ta cấy chủng đó lên môi trường dịch quả định dùng và
đánh giá các chỉ tiêu sau:
 Lên men tốt trong môi trường đường nồng độ cao, cho độ cồn cao
 Có thể lên men kiệt đường
 Chịu được độ cồn cao, lên men tốt trong những khoảng pH nhất định.
 Có khả năng kết lắng tốt, làm rượu trong nhanh.
 Tạo cho rượu hương vị thơm ngon, không nhiễm mùi lạ , không tạo váng trên mặt
rượu. Lên men tự nhiên thường có độ cồn không cao, nhỏ hơn 10% theo thể tích và rấ
dễ bị
nhiễm. Trái lại men nuôi cấy thuần khiết có nhiều ưu điểm như lên men nhanh,cho độ cồn
19
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
cao,
hương vị vang khanh khiết hơn, màu sắc đẹp, dễ lắng và dễ tách cặn men hơn.
Nấm men thuần chủng dùng trong sản xuất rượu vang thuộc giống Saccharomyces –
Lớp
Ascomycetes – Họ Sacchromyceteae
Giống Saccharomyces có tới 18 loài trong đó chỉ có một số loài hay dùng để sản xuất
rượu vang như:
• Saccharomyces cerevisiae
Nấm men này phổ biến trong quá trình lên men nước quả chiếm tới 80% trong tổng số
Saccharomyces có trong nước quả khi lên men. Khả năng kết lắng của nó phụ thuộc vào từng
nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông. Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường,
cồn và acid hữu cơ, những tác nhân sinh trưởng là acid pantotinic, biotin, mezoinozit, thiamin và
piridoxin.
Đa số các tế bào của loài này hình ovan có kích thước (3 – 8) x (5 – 12) μ m, sinh sản
theo lối nẩy chồi và tạo thành bào tử. Saccharomyces cerevisiae sinh ra enzyme invectara có khả
năng khử đường sacaroza thành fructoza và glucoza, vì vậy trong lên men ta có thể bổ sung
loại đường này vào dung dịch quả. Nấm men chịu được độ cồn từ 18 – 20% v/v.

Hình 2.1:: Saccharomyces
cerevisiae
Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch rượu.
Ở nòi của giống này có đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử
bay hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho vang có mùi vị đặc trưng riêng biệt.
Giai đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị
già, không tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.
• Saccharomyces uvarum
Men này được tách từ nước nho, rượu len men tự nhiên. Về hình thái nó không khác với
20
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
các loài khác. Khả năng sinh bào tử khá mạnh trên môi trường thạch – malt. Các nòi của loài
này có thể lên men 12 – 13
0
cồn trong dung dịch nước nho. Một vài nòi được dùng trong sản
xuất rượu vang.
• Saccharomyces chevalieri
Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond. Nấm men này được tách từ nước
nho lên men tự nhiên, từ rượu vang non được gây men nước dừa hoặc nước cọ.
Saccharomyces chevalieri thuần chủng lên men nước nho có thể tạo 16
0
cồn. Nó thường lẫn
với Saccharomyces cerevisiae.
• Saccharomyces oviformics
Được tách ra từ nước nho tự lên men, nhưng loại nấm men này ít hơn so với Sacch. vini.
Giống thuần chủng phát triển tốt trong nước nho và các loại nước quả khác, có khả năng chịu
được đường cao, cồn cao, lên men kiệt đường và tạo thành tới 18
0
cồn.
Các yếu tố sinh trưởng của loại này giống như Sacch. vini và có khả năng chịu được cồn

cao. Dùng các nòi thuần chủng của giống này lên men dịch quả có hàm lượng đường cao.
Có hình dáng giống như Saccharomyces cerevisiae và có thể tạo thành 18% rượu trong quá
trình lên men, giống này tạo thành màng trên dịch quả. S. oviformis lên men
được glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men được lactose,
pentose. Điều khác nhau cơ bản của S. oviformis với S. vini là: S. oviformis không lên men được
galactose và men nổi lên bề mặt dịch lên men tạo thành màng.
Hai giống sản xuất rượu vang này (S. vini và S. oviformis) có nhiều nòi được dùng trong sản
xuất.
• Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata
Kloeckera apiculata: kích thước tương đối nhỏ, có hình ovan – elip hoặc hình quả chanh, tế
bào có một đầu nhỏ người ta thường gọi là men hình chùy. Sinh sản bằng nảy chồi, rất phổ biến
ở vỏ quả và nhiễm vào nước quả chiếm đến 90% tổng số men khi bắt đầu lên men. Nó có thể lên
men tạo thành 6 – 7
0
cồn, nhưng tạo ra một loạt các acid bay hơi cũng như các este của chúng
làm cho dịch có mùi tạp và nó còn kìm hãm các loài nấm men chính trong lên men, K. apiculata
nhạy cảm với SO
2
.
Trong nghề làm rượu vang người ta không mong muốn loài men này phát triển, nếu có thì
chỉ cần có trong giai đoạn đầu tạo được 3 – 4
0
cồn.
21
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
Hình2.2:
Kloeckeraapiculata
2.3 Các chủng nấm men gây hư hỏng rượu vang:
2.3.1. Saccharomyces lugwigii.
Kích thước của tế bào lớn nhất của loài nấm men hình thoi này có thể đạt tới 25 μm và nẩy

chồi ở hai đầu. Chúng có mặt với một số lượng rất nhỏ trên vỏ quả nho, thỉnh thoảng gặp ở dịch
nước nho đã được slffit hóa. Nó có thể lên men dịch đường để tạo ra được 16,8%v/v cồn và chịu
được hàm lượng SO
2
khoảng 6000mg/l. Chúng có khả năng tạo axeton rất mạnh và có thể sinh ra
200 mg/l axetandehit trong quá trình lên men kị khí. Đây là vi sinh vật gây hư hỏng rượu nguy hiểm
nhất. Sau vài tuần, chúng tạo ra kết tủa và lắng xuống đáy chai và kết tủa này rất khó bị phá vỡ
làm cho CO
2
không thể thoát ra được.
2.3.2 Brettanomyces vini( B.intermedius, B.schanderlii) :
Tế bào kéo dài có xu hướng kết thành chuỗi. Nó được tìm thấy trên lớp ván của rượu hỏng,
rượu hoa quả và rượu vang có gas và trên thành của thùng rượu. B.vini chịu được môi trường có
độ cồn lên tới 15%v/v nhưng lại không có khả năng song sót khi hàm lượng SO
2
vượt quá 176mg/l.
Khi lên men trong mội trường hiếu khí nó tạo ra một lượng lớn rượu isobutylic, caproic, isovaloric
và ethy axetat ( hàm lượng este và đặc biệt trong điều kiện hiếu khí, lớn hơn 76mg/l). Sự phát triển
của các chủng nấm men thuộc loài này làm cho rượu vang có mùi tương tự như acxetamit và được
Ribereaau Gayon gọi là mùi chuột. Nó là một trong những chủng nấm men thường gây hư hỏng
rượu cần được quan tâm giải quyết.
2.3.3 Zygosaccharomyces (S.bailii, S.acidofilus, S.elegans)
Chủng nấm men này được phân lập từ quả nho, nhưng nó được tìm thấy chủ yếu trên tường
của các hầm rượu. Khả năng chịu cồn và SO
2
cao làm cho chủng nấm men này là nguyên nhân
chính gây ra quá trình lên men lại các loại rượu vang ngọt. Các chủng nấm men có hoạt tình
fructoza mạnh nên có khả năng lên men fructoza mạnh hơn glucoza. Ribereau Gayon cho rằng đây
chính là một số chủng nấm men gây hư hỏng rượu vang mặc dù chúng không sinh ra các hợp chất
dễ bay hơi không mong muốn.

2.3.4 Turulopsis stellata (T.bacillaris)
Có thể phân biệt các chủng nấm men này trong môi trường lỏng nhờ sự xuất hiện của hiều
chồi mọc xung quanh tế bào mẹ tạo thành hình sao và trên môi trường rắn chúng có dạng hình que
22
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
của nó. Đôi khi người ta có thể tìm thấy chúng trên vỏ quả nho, đặc biệt là nho chín nơi chịu sự
thống trị của các chủng thuộc loài Botrytis cinerea. 70% số chủng thuộc loài T.stellata được
Domercq phân lập ở Gronde và chúng còn được tìm thấy trong các vườn nho của Italia. T.stellata
và Hanseniaspra uvarum hay xuất hiện trong những ngày đầu tiên của quá trình lên men tự nhiên và
có khả năng tạo cồn yếu (trung bình 10%v/v), thường biến mất ở cuối quá trình lên men do chúng
không có khả năng chịu cồn cao. Loài nấm men có khả năng chịu nhiệt rất tốt (30-35
0
) và có khả
năng lên men đường fructoza nhanh hơn glucoza.
2.3.5. Haseniapora uvarum và dạng bất toàn của nó là Kloecketa qpiculata:
Các tế bào thuộc loài này đều rất nhỏ và có hình tròn như quả chanh và cũng được nhân ra
bằng chồi ở hai đầu. Loài này chiếm 15% khu hệ vi sinh vật trên vỏ quả nho. Cho dù các chủng
nấm men này chịu trách nhiệm chính cho quá trình lên men tự nhiên dịch nước nho ép nhưng do chỉ
chịu được độ cồn thấp từ 3,7-6,4%v/v nên chúng nhanh chóng bị thay thế bởi các chủng nấm men
khác trong quá trình lên men.
Chúng tạo ra nhiều axit axetic, trung bình là 1g/l và ethy axetat là 125-374mg/l cũng như là
amyl axetat và glyxerol. Một số tác giả cho rằng nó tạo hương quả trong rượu vang, theo một số
khác thì do tạo ra nhiều ethy axetat nên nó gây ra mùi khó chịu cho vang.
Các đặc tính khác nhau của một số chủng nấm men rượu
23
Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
2.4. Hệ Vi Sinh Vật Trong Lên Men Rượu Vang Tự Nhiên
Hệ vi sinh vật trong lên me rượu vang tự nhiên tương đối phức tạp và không đồng nhất trong
các giai đoạn của quá trình lên men.
Trong nước nho tươi có những nhóm vi sinh vật khác nhau rơi từ môi trường xung quanh, chủ

yếu ở vỏ quả, thân, cuống và thiết bị. Phần lớn trong hệ này là nấm mốc: botrytis, Penicillium,
Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Alternaria, Ucinula và Cladosporium chiếm (79 – 90%), nấm men:
chủ yếu là Kloeckera/Hanseniaspora, một lượng ít Candida, Metchnikowia, Cryptococcus, Pichia,
Kluyveromyces và một lượng nhỏ Saccharomyces cerevisiae… chiếm (9- 22%), số còn lại chiếm
tỷ lệ thấp là vi khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Microbacter.
Cả nấm men và vi khuẩn đều có thể đóng vai trò tiêu cực và tích cực trong sản xuất.
Khi phân loại nấm men tìm thấy trong nước quả lên men tự nhiên, người ta thấy rất có nhiều
loài. Hệ nấm men trong giai đoạn đầu (một vài ngày đầu) lên men nước nho là Kloeckera – nấm
men có dạng hình chùy, chiếm ưu thế (70 – 80% trong tổng số nấm men) và hoạt động tích tụ được
2 – 4 độ cồn rồi ngừng hoạt động và chết dần, sau đó nấm men hình elip và ovan (Saccharromyces
ellipsoideus) nhanh chóng phát triển gây len men mạnh, lượng đường tiêu hao nhanh và tích tụ cồn
etylic. Khi độ cồn tương đối cao (8-12%) thì nấm men hình elip S.ellipsoideus hay là S.vini ngừng
phát triển và hoạt động. Khi ấy nấm men Saccharromyces oviformis tiếp tục lên men cho đến khi
kết thúc. Một vài nấm men sinh màng khác có tên Schizosaccharomyces pombe có khả năng phân
giải axit malic thành axit lactic và cồn làm cho rượu có vị chát. Ngoài ra còn có các loại khác như
Hancelnula, Pichia… tạo màng trắng trên mặt rượu.
2.5. Dinh Dưỡng Nấm Men Và Chất Lượng Rượu Vang
Trong các nguồn dinh dưỡng thì nguồn cacbon và nitơ được quan tâm hàng đầu
2.5.1. Nguồn dinh dưỡng cacbon
Nguồn dinh dưỡng đối với nấm men gồm có: đường và dẫn xuất, các loại rượu, axit hữu cơ,
axit amin, pectin, hydratcacbon và v.v… Song mỗi loài nấm men có quan hệ riêng biệt với từng loại
đường.
Đa số các loài men rượu vang lên men được glucoza, fructoza, sacaroza và galactoza.
Rafinoza được sử dụng một phần. Còn lactoza, melibioza, pentoza, dextrin và tinh bột không được
đồng hóa.
Theo cường độ sử dụng glucoza và fructoza (đến thời điểm mà nấm men đã lên men được
50% fructoza) người ta chia nấm men làm 3 nhóm:
1) Nhóm thích glucoza lên men glucoza từ 80 – 85%, phần lớn là các loài thuộc giống
Saccharomyces, cũng như giống Saccharomycodes và Brettanomyces.
24

Tiểu luận môn công nghệ sinh học thực phẩm GVHD: TS Đàm Sao Mai
2) Nhóm thích fructoza trong giai đoạn này chỉ sử dụng có 5 – 10% glucoza (S.baili, S.rouxii,
T.stella).
3) Nấm men ưa thích cả hai loại đường và đến khi sử dụng được 50% thì glucoza cũng thấy
tiêu hóa được 40 – 60% fructoza (S.rosei, Pitria membranaefacien).
Các axit hữu cơ chiếm vị trí quan trọng trong trao đổi chất của nấm men: chúng có thể kích
thích hoặc ức chế sinh trưởng, cũng có thể là nguồn cacbon và năng lượng duy nhất trong hoạt động
sống của nấm men.
Trong môi trường với các axit hữu cơ khác nhau làm nguồn cacbon thì chất CO
2
là chất hoạt
động sinh học liên keetsvowis các hợp chất trung gian với men.
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
2.5.2. Dinh dưỡng nitơ.
Nguồn dinh dưỡng nitơ cần thiết cho các cấu tử của tế bào chứa nitơ, như axit amin, protein,
các nucleotit purin và pyrimidin và một số vitamin. Phần lớn nấm men không đồng hóa được nitrat.
Nấm men cũng có thể đồng hóa được ure và pepton. Nitơ – amoniac (N – NH
3
) có trong dịch nho
(từ 25 – 100 mg/l) được nấm men đồng hóa trong vài giờ đầu để phục vụ sinh sản.
Theo giá trị dinh dưỡng của axit amin người ta chia chúng thành:
- Các axit amin được nấm men đồng hóa dễ dàng là izolơxin, triptophan, arginin, valin,
histidin, axit asparatic.
- Các axit amin được đồng hóa kém – treonin, phenylalanin, tirozin, methionin, rerin, lizin,
histidin, axit glutamic, lơxin, và prolin hoàn toàn không được nấm men đồng hóa.
Những nguồn nitơ rất cần thiết cho cấu tạo tế bào, sinh sản, sinh trưởng của nấm men.
Thực nghiệm đã cho thấy, thừa oxy cũng như thừa CO
2
sẽ làm thay đổi lớn về trao đổi chất
nitơ.Trong lên men rượu vang cần lưu ý đến trao đổi chất cacbon và nitơ. Các cấu tử này đều có ảnh
hưởng đến các tiêu chí cảm quan của vang. Thừa các chất chứa nitơ trong điều kiện lên men đủ oxy
sẽ cho vang những tông mùi không thích hợp. Để khắc phục hiện tượng này người ta chó thể lên
men nhiều lần.

2.5.3. Dinh dưỡng oxy, hydro.
Được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi cấy hay dịch.
2.5.4. Dinh dưỡng các nguyên tố vô cơ.
25