phân lập và tuyển chọn các dòng nấm mốc trong viên men cơm rượu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC


PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG NẤM MỐC
TRONG VIÊN MEN CƠM RƯỢU



CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:
PGS.TS. NGUYỄN VĂN THÀNH THẠCH CAO TRÚC LINH
MSSV: 3102746
Lớp: CNSH K36



Cần Thơ, Tháng 12/2013

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC


PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG NẤM MỐC
TRONG VIÊN MEN CƠM RƯỢU



CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN:
PGS.TS. NGUYỄN VĂN THÀNH THẠCH CAO TRÚC LINH
MSSV: 3102746
Lớp: CNSH K36



Cần Thơ, Tháng 12/2013



PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN




PGS.TS. Nguyễn Văn Thành Thạch Cao Trúc Linh


DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………….

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG







LỜI CẢM TẠ
Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ đã có công sinh thành và nuôi
dưỡng, dạy dỗ tôi cho đến ngày hôm nay.
Xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám Hiệu Trường, Ban Lãnh Đạo

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học đã tạo mọi điều kiện tốt để tôi hoàn thành luận văn
tốt nghiệp.
Tôi vô cùng biết ơn PGS.TS Nguyễn Văn Thành, người hướng dẫn đề tài,
người Thầy đáng kính đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên tôi, truyền đạt những
kinh nghiệm, tri thức bổ ích cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Cô Bùi Thị Minh Diệu, cố vấn học tập, người đã
luôn tận tình quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường
Đại học Cần Thơ.
Xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Ngọc Thạnh - quản lý phòng thí nghiệm
Công nghệ Sinh học Thực phẩm đã luôn tận tình quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo động viên
tôi, cảm ơn anh Huỳnh Xuân Phong cùng các anh chị cao học và các bạn sinh viên của
phòng Công nghệ Sinh học Thực phẩm đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận
văn.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã giảng dạy truyền đạt tri thức cho tôi
trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường.
Xin cảm ơn tất cả các bạn lớp Công nghệ Sinh học K36 đã luôn cổ vũ động
viên và luôn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua.
Xin kính chúc Cha Mẹ, quý Thầy Cô, Anh Chị và các bạn dồi dào sức khỏe,
hạnh phúc và thành đạt.
Chúc tất cả các bạn Công nghệ Sinh học K36 luôn vui vẻ và thành công trên
bước đường tương lai.
Xin trân trọng cảm ơn!
TP. Cần Thơ, ngày 07 tháng 11 năm 2013
Thạch Cao Trúc Linh
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC&PT Công nghệ sinh học

TÓM LƯỢC
Với mục đích tuyển chọn dòng nấm mốc cho hoạt tính đường hóa cao trong thời
gian ngắn, đề tài phân lập và tuyển chọn nấm mốc từ 11 loại men cơm rượu khác nhau

tại 10 địa điểm ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã được tiến hành. Kết quả đã
phân lập được 22 dòng nấm mốc, khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập
được và chọn được dòng nấm mốc M.8.1 cho hoạt tính đường hóa cao nhất với thể
tích dịch rỉ là 30,3ml và đạt 28,73
o
Brix. Đồng thời chọn dòng nấm mốc M.8.1 làm
nguồn giống chủng sản xuất bột mốc. Tiến hành khảo sát hoạt tính bột mốc theo các
nghiệm thức khác nhau được bố trí theo 3 tỷ lệ bột mốc (1%, 2% và 3%) tương ứng
với thời gian đường hóa là 2 ngày, 3 ngày và 4 ngày. Kết quả nghiệm thức với tỷ lệ bột
mốc là 1% và thời gian đường hóa là 3 ngày, cho thể tích dịch rỉ 30ml và đạt 29
o
Brix
cao hơn so với các nghiệm thức còn lại ở mức tin cậy 95%.
Từ khóa: bột mốc, độ Brix, đường hóa, men cơm rượu, nấm mốc, phân lập.

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ sinh học
MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT
LỜI CẢM TẠ…………………………………………………………………………………
TÓM LƯỢC………………………………………………………………………………… i
MỤC LỤC ii
DANH SÁCH BẢNG v
DANH SÁCH HÌNH vi
TỪ VIẾT TẮT vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1. Bánh men cơm rượu 3
2.1.1. Phân loại bánh men rượu 4
2.1.2. Hệ vi sinh trong bánh men cơm rượu 5
2.2. Giới thiệu chung về nấm mốc 6
2.2.1. Đặc điểm chung của nấm mốc 6
2.2.2. Vị trí vai trò của nấm mốc trong lên men rượu 9
2.2.3. Phân loại nấm mốc 10
2.3. Đường hóa 14
2.3.1. Cơ chất của quá trình đường hóa 14
2.3.2. Quá trình đường hóa 16
2.3.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đường hóa của nấm mốc 17
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
3.1. Phương tiện nghiên cứu 19
3.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện 19
3.1.2. Nguyên liệu 19
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ sinh học
3.1.3. Thiết bị - dụng cụ và hóa chất 20
3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 21
3.2.1. Phân lập các dòng nấm mốc trong các loại men 21
3.2.2. Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được 23
3.2.3. Thử nghiệm sản xuất bột mốc được chọn từ thí nghiệm 2 25
3.2.4. Khảo sát hoạt tính bột mốc 27
3.3. Phương pháp phân tích 29
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 30
4.1. Phân lập nấm mốc 30
4.2. Tuyển chọn các dòng nấm mốc phân lập có hoạt tính đường hóa cao 33
4.3. Sản xuất bột mốc từ dòng nấm mốc chọn trong thí nghiệm 2 37
4.4. Hoạt tính đường hóa của bột mốc theo tỉ lệ và thời gian ủ 37
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41

5.1. Kết luận 41
5.2. Đề nghị 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
2.1. Phương pháp đếm trực tiếp số lượng bào tử nấm mốc bằng buồng đếm hồng
cầu
2.2. Phương pháp đếm sống trên môi trường Crapek Dox Broth
PHỤ LỤC 3. CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG
3.1. Môi trường 1: Phân lập nấm mốc khoai tây - glucose - agar (PGA)
3.2. Môi trường 2: Khoai tây - glucose (PG)
3.3. Môi trường 3: Crapek Dox Broth có bổ sung agar


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ sinh học
PHỤ LỤC 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
4.1. Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được
Bảng 6. Kết quả khảo sát hoạt tính đường hóa của các dòng nấm mốc phân lập
4.2. Thí nghiệm 4: Khảo sát hoạt tính bột mốc
Bảng 7. Kết quả hoạt tính đường hóa của bột mốc theo tỷ lệ và thời gian ủ
PHỤ LỤC 5. KẾT QUẢ THỐNG KÊ
5.1. Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được
5.2. Thí nghiệm 4: Khảo sát hoạt tính bột mốc
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Các địa điểm thu men cơm rượu dùng cho phân lập nấm mốc 19
Bảng 2. Đặc điểm của các dòng nấm mốc phân lập 30

Bảng 3. Sự xuất hiện khuẩn ty của các dòng nấm mốc đã phân lập 34
Bảng 4. Khả năng đường hóa của các dòng nấm mốc 35
Bảng 5. Sự xuất hiện khuẩn ty theo tỷ lệ bột mốc và thời gian ủ 38
Bảng 6. Khả năng đường hóa của bột mốc theo tỷ lệ và thời gian ủ 38





















Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Viên men cơm rượu 3
Hình 2. Cơm rượu 3

Hình 3. Nấm mốc Mucor 11
Hình 4. Nấm mốc Rhizopus 12
Hình 5. Nấm mốc Aspergillus 13
Hình 6. Nấm mốc Penicillium 14
Hình 7. Cấu trúc phân tử amylose 15
Hình 8. Cấu trúc phân tử amylopectin 16
Hình 9. Sơ đồ phân cắt tinh bột bằng enzyme 17
Hình 10. Quy trình thí nghiệm phân lập nấm mốc lên men rượu 22
Hình 11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc 24
Hình 12. Quy trình sản xuất bột mốc 26
Hình 13. Sơ đồ thử hoạt tính bột mốc khảo sát trên môi trường gạo hấp 28
Hình 14. Một số dòng nấm mốc phân lập 33
Hình 15. Khảo sát hoạt tính bột mốc PL1
Hình 16. Bột mốc PL1
Hình 17. Máy ly tâm lạnh PL1
Hình 18. Nồi chưng cách thủy (waterbath) PL1
Hình 19. Tủ cấy PL1
Hình 20. Tủ ủ PL1







Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

TỪ VIẾT TẮT
CFU Colony Forming Unit

DNA Deoxyribonucleic acid
M.1 Men Ninh Kiều, Cần Thơ
M.2 Men Bạch Đằng, Thốt Nốt, Cần Thơ
M.3 Men Vĩnh Châu, Sóc Trăng
M.4 Men Phụng Hiệp, Hậu Giang
M.5 Men Thốt nốt, Cần Thơ (Men nhỏ)
M.6 Men Trà Ôn, Vĩnh Long
M.7 Men Thốt Nốt, Cần Thơ (Men lớn)
M.8 Men Châu Phú, An Giang
M.9 Men Bình Minh, Vĩnh Long
M.10 Men Lấp Vò, Đồng Tháp
M.11 Men Trà Cú, Trà Vinh
NST Nhiễm sắc thể
NT Nghiệm thức
PG Potato – Glucose
PGA Potato – Glucose – Agar
RNA Ribonucleic acid
Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Viện Nghiên cứu và Phát triển Công
nghệ Sinh học.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Ở Việt Nam, những loại thực phẩm lên men cổ truyền rất được ưa chuộng như
thạch dừa, nước mắm, nước giải khát lên men, rau quả muối chua, chao, bánh mỡ…
Trong đó, cơm rượu là một loại thức ăn rẻ tiền, ngon, có hương thơm khá hấp dẫn, vị
ngọt đặc trưng nên được nhiều người ưa thích. Cơm rượu là loại thực phẩm có cồn
không qua chưng cất, được chế biến từ gạo nếp theo cách dùng gạo nếp nấu chín thành
xôi, để nguội và ủ với men cơm rượu cho lên men. Lên men cơm rượu truyền thống sử
dụng một tổ hợp vi sinh vật tạo nên loại thực phẩm lên men có giá trị dinh dưỡng có

lợi cho sức khoẻ con người.
Khi làm cơm rượu nếp, sự kết hợp giữa xôi nếp và bánh men qua quá trình ủ đã
tạo ra hương vị thơm ngọt, chất đường tăng lên, tính chất bổ dưỡng của món ăn này
cũng được gia tăng.
Tuy nhiên lên men cổ truyền cũng có nhược điểm do đây là quá trình lên men
trong điều kiện tự nhiên, được thực hiện bởi các vi sinh vật tự nhiên và vật chất lên
men trong tự nhiên. Cả vi sinh vật và vật chất sử dụng trong quá trình lên men tự nhiên
rất phức tạp, không đồng đều về chủng loại và số lượng. Mặt khác quá trình lên men là
quá trình không kiểm soát nên chất lượng sản phẩm không được ổn định và đồng nhất.
Cơm rượu là món ăn bổ dưỡng được ưa chuộng ở cả hai miền Nam và Bắc. Ở
miền Nam, cơm rượu được làm thành viên có nước bao quanh, trong khi cơm rượu ở
miền Bắc ở dạng khô hơn và xới lên như xôi.
Trong sản phẩm cơm rượu, phải trải qua giai đoạn đường hóa, tức là giai đoạn
chuyển tinh bột thành đường. Có nhiều cách để thủy phân tinh bột như: dùng chế
phẩm enzyme thu nhận từ malt, dùng acid làm tác nhân thủy phân tinh bột sau đó
trung hòa bằng carbonate hoặc sử dụng nấm mốc làm nguồn giàu amylase để thủy
phân tinh bột (Nguyễn Đức Lượng, 2002). Nấm mốc có vai trò thủy phân dịch hồ tinh
bột thành đường (Lương Đức Phẩm, 1982). Nhiều loài khác nhau thuộc Aspergilus,
Penicillium, Mucor và Rhizopus được tìm thấy trong bánh men cơm rượu cổ truyền,
trong đó có Mucor và Rhizopus phát triển nhiều hơn cả. Để cải tiến và nâng cao chất
lượng rượu ở nước ta thì yếu tố góp phần rất quan trọng là phân lập, tuyển chọn ra các
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
dòng nấm mốc có hoạt lực đường hóa cao để sản xuất ra những viên men chất lượng
cao phục vụ hữu ích cho công nghệ lên men.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Phân lập và tuyển chọn những dòng nấm mốc có khả năng đường hóa cao để làm
nguồn giống chủng sản xuất bột mốc.

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Bánh men cơm rượu
Từ rất lâu người ta đã biết sử dụng một thành phần của mẻ lên men trước để
chủng vào nguyên liệu của mẻ lên men sau, cách làm này nhằm rút ngắn thời gian lên
men đồng thời giảm những hư hỏng xảy ra trong quá trình lên men. Ngày nay người ta
chủ động nuôi cấy các vi sinh vật đã chọn lọc để sản xuất những chế phẩm vi sinh đáp
ứng tốt yêu cầu của các sản phẩm lên men. Các chế phẩm này gọi là viên men rượu
hay bánh men rượu hay đơn giản giản hơn là men rượu.

Hình 1. Viên men cơm rượu (men ngọt)
(Nguồn: />don-tet-doan-ngo-274644/, ngày 01/08/2013)

Hình 2. Cơm rượu
(Nguồn: />don-tet-doan-ngo-274644/, ngày 01/08/2013)
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học

Bánh men dùng trong sản xuất cơm rượu từ nguyên liệu chứa tinh bột là chế
phẩm vi sinh rất đặc biệt. Trong đó có sự tồn tại hài hòa nhiều vi sinh vật khác nhau,
tạo được thế cân bằng giữa các quá trình chuyển hóa.

Ở Việt Nam căn bản chỉ sử dụng 2 loại men dạng viên. Muốn làm cơm rượu
người ta sử dụng loại men gọi là men ngọt. Còn muốn nấu rượu đế (rượu trắng) thì
người ta dùng loại men gọi là men đắng.
2.1.1. Phân loại bánh men rượu
Hiện nay có nhiều loại bánh men được sản xuất hoàn toàn thủ công ở nước ta.
Mỗi địa phương mỗi dân tộc có phương pháp sản xuất riêng. Để sản xuất bánh men
người ta dùng các vị thuốc từ các loại thảo mộc khác nhau trộn chung với bột gạo và
bánh men giống để làm.
Tùy vào từng địa phương, việc sử dụng các vị thuốc là rất khác nhau. Tạm có
thể chia thành 3 loại:
 Bánh men rượu không có thuốc Bắc (bánh men thường).
 Bánh men rượu có thuốc Bắc.
 Bánh men rượu có lá rừng chứa tinh dầu (bánh men lá).
Bánh men không có thuốc Bắc (còn gọi là bánh men thường):
Thành phần chính của bánh men thường là gạo và giống vi sinh vật (men
giống).
Ở bánh men không có thuốc Bắc người ta cho thêm một ít kháng sinh để ức chế
sự phát triển của một số vi sinh vật (gọi là bánh men rượu thuốc Tây để phân biệt với
bánh men rượu thuốc Bắc).
Bánh men thuốc Bắc:
Thành phần chính: Bột gạo, giống vi sinh vật, vị thuốc Bắc.
Việc cho thuốc Bắc vào được cho rằng có tác dụng kích thích sinh trưởng của
vi sinh vật trong bánh men, có khả năng xác trùng. Ngoài ra, nó còn có tác dụng tạo
hương vị đặc trưng cho sản phẩm lên men.


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
2.1.2. Hệ vi sinh trong bánh men cơm rượu
Có 3 nhóm vi sinh vật chính được tìm thấy trong bánh men cơm rượu cổ truyền

gồm nấm mốc, nấm men và vi khuẩn (Heseltine et al., 1988; Lim, 1991; Nguyễn Đức
Lượng, 2002). Trong men rượu đế thuần, theo quy trình sản xuất của (Dung, 2005),
nguồn vi sinh vật chủ yếu là nấm mốc Amylomyces rouxii và nấm men Saccharomyces
cerevisiae. Các vi sinh vật này được giữ trong bột gạo, bột sắn, bột nếp, bột bắp, ở
trạng thái khô. Lúc này các vi sinh vật tồn tại ở dạng tiềm sinh, các hoạt động sinh lý,
trao đổi chất giảm đến mức tối thiểu. Chúng chỉ được cấy vào nguyên liệu để thực hiện
quá trình lên men.
Nấm mốc
Trong bánh men thuốc Bắc, nấm mốc chủ yếu là các chi: Mucor, Aspergillus,
Penicillum, Rhizopus. Trong đó, đặc biệt là loài Mucor rouxii có nhiều đặc tính quý
như sau: có khả năng chịu nhiệt độ cao 32 - 35
o
C, vừa có khả năng đường hóa vừa có
khả năng rượu hóa. Năm 1998, Lee et al. đã khảo sát hệ sinh vật trong viên men rượu
được sản xuất tại Việt Nam, kết quả phân lập được các dòng nấm mốc như: Rhizopus
oryzae, Mucor indicus, Mucor circinilloides, Amylomyces rouxii (Nout et al., 1999).
Nấm men
Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào, thường sinh sản bằng
hình thức nảy chồi hoặc phân cắt, một số có thể sinh sản hữu tính bằng bào tử túi.
Nhiều loại có khả năng lên men đường, thích nghi được trong môi trường có nồng độ
cồn cao, acid cao.
Tế bào nấm men có hình thái và kích thước khác nhau. Tùy loài, tùy giống
chúng có thể có hình bầu dục, hình cầu, hình trứng, hình quả chanh. Các loại nấm men
thường dùng trong sản xuất rượu bia là Saccharomyces cerevisiae có dạng hình elip,
hình trứng, kích thước thay đổi trong khoảng 2,5 - 10µm. Thời gian cho một thế hệ
khoảng 120 phút (Kurtzman và Fell, 2005).
Vi khuẩn
Trong bánh men thuốc Bắc có rất nhiều loại vi khuẩn phát triển, nhưng chủ yếu
là vi khuẩn acid lactic như Lactobacillus, Streptococcus và vi khuẩn acid acetic như A.
aceti, A. suboxydans, vi khuẩn gây thối (Lee và Fujio, 1998).

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
2.2. Giới thiệu chung về nấm mốc
Nấm mốc có cấu tạo hình sợi, có sinh bào tử, không có diệp lục tố, không có
khả năng tổng hợp chất hữu cơ mà sử dụng chất hữu cơ có sẵn để sinh sống. Nấm mốc
mọc tốt trong môi trường có nhiều không khí, vì vậy chúng thường phát triển trên bề
mặt cơ chất dưới dạng các nhóm hình sợi lún phún, lớp mạng nhện hay khối bông.
2.2.1. Đặc điểm chung của nấm mốc
Hình dạng, kích thước và cấu tạo
Nấm mốc có dạng hình sợi, có vách ngăn (đa bào) hay không có vách ngăn
(đơn bào). Sợi nấm thường là một ống hình trụ dài có kích thước lớn nhỏ khác nhau
tùy loài. Đường kính của sợi nấm thường từ 3 - 5μm, có khi đến 10μm, thậm chí đến
1mm. Chiều dài của sợi nấm có thể tới vài chục centimet. Các sợi nấm phát triển chiều
dài theo chiều tăng trưởng ở ngọn. Các sợi nấm có thể phân nhánh và các nhánh có thể
lại phân nhánh liên tiếp tạo thành hệ sợi nấm khí sinh như bông. Trên môi trường đặc
và một số cơ chất trong tự nhiên, bào tử nấm, tế bào nấm, hoặc một đoạn sợi nấm có
thể phát triển thành một hệ sợi nấm có hình dạng nhất định gọi là khuẩn lạc nấm.
Vách tế bào nấm cấu tạo bởi vi sợi chitin và có hoặc không có cellulose. Chitin
là thành phần chính của vách tế bào ở hầu hết các loài nấm trừ nhóm Omycetina,
những vi sợi chitin được hình thành nhờ vào enzyme chitin syntase.
Tế bào chất của tế bào nấm chứa mạng nội mạc, không bào, ty thể và hạt dự trữ
(glycogen và lipid), đặc biệt cấu trúc ty thể ở tế bào nấm tương tự như cấu trúc ty thể ở
tế bào thực vật. Ngoài ra, tế bào nấm còn có ribosome và những thể khác chưa rõ chức
năng.
Tế bào nấm không có diệp lục tố, một vài loài nấm có rải rác trong tế bào một
loại sắc tố đầu tiên ly trích được gọi là neocercosporin (C
29
H
26

O
10
) có màu tím đỏ ở
nấm Cercosporina kikuchi.
Tế bào nấm không nhất thiết có một nhân mà thường có nhiều nhân. Nhân của
tế bào nấm có hình cầu hay hình bầu dục với màng đôi phospholipid và protein dầy
0,02μm, bên trong màng nhân chứa RNA và DNA.
Dinh dưỡng và sự tăng trưởng của nấm mốc
Nấm mốc sống dị dưỡng và hấp thu, hay hoại sinh, cùng với vi khuẩn và những
nguyên sinh động vật khác giữ vai trò của sinh vật phân hủy. Sinh vật hoại sinh tiết ra
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
emzyme tiêu hóa vào mô thực vật và động vật chết hay những sản phẩm hữu cơ, sau
đó hấp thu và sử dụng những sản phẩm tiêu hóa như chất dinh dưỡng. Cùng lúc đó,
nhiều chất của mô chết được giải phóng vào môi trường dưới dạng khoáng là nguồn
dinh dưỡng cho những sinh vật khác. Nấm mốc ký sinh sống trong cơ thể sinh vật
sống và gây bệnh cho thực vật đôi khi cả động vật.
Hầu hết các loài nấm mốc không cần ánh sáng trong quá trình sinh trưởng. Tuy
nhiên một số loài lại cần ánh sáng trong quá trình tạo bào tử. Nhiệt độ tối thiểu cần cho
sự phát triển là 2 - 5
o
C, nhiệt độ tối thích là 22 - 27
o
C và nhiệt độ tối đa mà chúng có
thể chịu đựng là 35 - 40
o
C, cá biệt có một số ít loài có thể sống sót ở 0 - 60
o
C. Nói
chung nấm mốc có thể phát triển tốt ở môi trường acid (pH = 6,0) nhưng pH tối thích

là 5,0 - 6,5, một số loài phát triển tốt ở pH < 3 và một số ít phát triển ở pH > 9 (Cao
Ngọc Điệp, 2006).
Oxy cần cho sự phát triển của nấm mốc vì chúng là nhóm sinh vật hiếu khí bắt
buộc và sự phát triển sẽ ngưng khi không có oxy và dĩ nhiên nước là yếu tố cần thiết
cho sự phát triển. Nấm mốc có thể phát triển liên tục trong 400 năm hay hơn nếu điều
kiện môi trường thích hợp cho sự phát triển của chúng.
Nấm mốc không có diệp lục tố nên chúng cần được cũng cấp dinh dưỡng từ bên
ngoài (nhóm dị dưỡng), một số sống sót và phát triển nhờ khả năng kí sinh (sống kí
sinh trong cơ thể động vật hay thực vật) hay hoại sinh (saprophytes) trên xác bã hữu
cơ, cũng có nhóm nấm rễ hay địa y sống cộng sinh với nhóm thực vật nhất định.
Các giống nấm mốc đều thuộc loại nấm sợi, từ một tế bào hay một sợi nấm khi
gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành một hệ sợi nấm hay khuẩn ty, thời gian để
các bào tử nảy mầm và tốc độ phát triển của khuẩn ty thay đổi tùy thuộc vào điều kiện
môi trường, cơ chất và loại nấm mốc. Trong cùng điều kiện môi trường số lượng bào
tử nấm mốc nảy mầm được tự điều chỉnh sao cho không quá nhiều bào tử nảy mầm
trong cùng thời gian (Nout, 1995).
Trong điều kiện hiếu khí nấm mốc phát triển mạnh về sinh khối và tăng nhiệt.
Trong điều kiện yếm khí, một số loài nấm mốc (Rhizopus oligosporus, Penicillium
Roqueforti, ) cũng có khả năng biến dưỡng tạo năng lượng qua quá trình lên men, quá
trình này cho năng lượng thấp hơn một số sản phẩm lên men như: etanol, acid lactic,
và nhiều CO
2
(De Reu et al., 1995).
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Trong điều kiện môi trường không thuận lợi (đặc biệt nguồn nitơ bị hạn chế) sẽ
hình thành bào tử, từ một hệ khuẩn ty có thể hình thành khoảng vài chục triệu bào tử
(Bùi Xuân Đồng, 1999). Bào tử là dạng tiềm sinh giúp nấm mốc có thể sống sót trong
những điều kiện môi trường bất lợi của thiên nhiên: độ ẩm môi trường thấp, nhiệt độ
cao, tia tử ngoại, (Samson et al., 1995).

Sinh sản của nấm mốc
Nấm mốc sinh sản dưới 2 hình thức: vô tính và hữu tính. Trong sinh sản vô
tính, nấm hình thành bào tử mà không qua việc giảm phân, trái lại trong sinh sản hữu
tính nấm hình thành 2 loại giao tử đực và cái.
Sinh sản vô tính
Nấm mốc sinh sản vô tính thể hiện qua hai dạng: sinh sản dinh dưỡng bằng
đoạn sợi nấm phát triển dài ra hoặc phân nhánh và sinh sản bằng các loại bào tử.
Một số loài nấm có những bào tử đặc trưng như sau:
a. Bào tử túi (bào tử bọc): các bào tử động có ở nấm Saprolegnia và bào tử túi
ở nấm Mucor, Rhizopus chứa trong túi bào tử động và túi bào tử được mang bởi cuống
túi bào tử.
b. Bào tử đính: các bào tử đính không có túi bao bọc ở giống nấm Aspergillus,
Penicillium, Hình dạng, kích thước, màu sắc, trang trí và cách sắp xếp của bào tử
đính thay đổi từ giống này sang giống khác và được dùng làm tiêu chuẩn để phân loại
nấm.
Cuống bào tử đính dạng bình có thể không phân nhánh như ở Aspergillus hay
dạng thẻ phân nhánh như ở Penicillium. Bào tử đính hình thành từ những cụm trên
những cuống bào tử đính ở Trichoderma.
Ở giống Microsporum và Fusarium, có hai loại bào tử đính: loại nhỏ, đồng nhất
gọi là tiểu bào tử đính, loại lớn, đa dạng gọi là đại bào tử đính.
c. Bào tử tản: trong nhiều loài nấm men và nấm mốc có hình thức sinh sản đặc
biệt gọi là bào tử tản. Bào tử tản có thể có những loại sau:
Chồi hình thành từ tế bào nấm men: Cryptococcus và Candida là những loại
bào tử tản đơn giản nhất, gọi là bào tử chồi.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 9 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Giống Ustilago có những sợi nấm có xuất hiện tế bào có vách dầy gọi là bào tử
vách dầy còn gọi là bào tử áo. Vị trí của bào tử vách dầy ở sợi nấm có thể khác nhau
tùy loài.
Giống Geotrichum và Oospora có sợi nấm kéo thẳng, vuông hay chữ nhật và tế

bào vách dầy gọi là bào tử đốt.
Sinh sản hữu tính
Sinh sản hữu tính xảy ra khi có sự kết hợp giữa hai giao tử đực và cái có trải
qua giai đoạn giảm phân. Quá trình sinh sản hữu tính trải qua 3 giai đoạn:
Tiếp hợp tế bào chất với sự hòa hợp 2 tế bào trần của 2 giao tử.
Tiếp hợp nhân với sự hòa hợp 2 nhân của 2 tế bào giao tử để tạo một nhân nhị
bội.
Giảm phân giai đoạn này hình thành 4 bào tử đơn bội qua sự giảm phân từ 2n
NST (nhị bội) thành n NST (đơn bội).
Theo Holzapel (1997), tất cả các giai đoạn trên kể cả giai đoạn tạo cơ quan sinh
dục được điều khiển bởi một số kích thích tố sinh dục.
Cơ quan sinh dục của nấm mốc có tên là túi giao tử có 2 loại: cơ quan sinh dục
đực gọi là túi đực chứa các giao tử đực còn cơ quan sinh dục cái gọi túi noãn chứa giao
tử cái hay noãn, khi có sự kết hợp giữa giao tử đực và noãn sẽ tạo thành bào tử, bào tử
di động được gọi là bào tử động.
Kiểu hai sợi nấm có giới tính đực và cái tiếp hợp nhau sinh ra bào tử có tên là
tiếp hợp tử, tiếp hợp tử là đặc trưng của nhóm nấm Myxomycetes. Bào tử sinh dục khi
hình thành có dạng túi gọi là nang và túi này chứa những bào tử gọi là bào tử nang.
Nang và bào tử nang là đặc trưng của nhóm Ascomycetes.
Trong nhóm Basidiomycetes, 4 bào tử phát triển ở phần tận cùng của cấu trúc
thể quả gọi là đảm và bào tử được gọi là bào tử đảm. Nhóm nấm bất toàn gồm những
nấm cho đến nay chưa biết rõ kiểu sinh sản hữu tính của chúng.
2.2.2. Vị trí vai trò của nấm mốc trong lên men rượu
Nấm mốc tác động đến đời sống con người một cách trực tiếp bằng cách làm hư
hỏng, giảm chất lượng lương thực, thực phẩm trước và sau thu hoạch, trong chế biến,
bảo quản. Nấm mốc còn gậy hư hại vật dụng quần áo, hay gây bệnh cho con người
động vật và cây trồng. Tuy nhiên trong quá trình chế biến thực phẩm có liên quan đến
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 10 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
lên men đều cần đến sự có mặt của vi sinh vật trong đó có nấm mốc. Nấm mốc cũng

giúp tổng hợp những loại kháng sinh (penicillin, griseofulvin), acid hữu cơ (acid
oxalic, citric, gluconic,…), vitamin (nhóm B, riboflavin), kích thích tố (gibberellin,
auxin, cytokinin), một số enzyme và hoạt chất khác dùng trong công nghệ thực phẩm
và y dược,… đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới.
Nấm mốc có khả năng sinh ra enzyme amylase, đặc biệt là α-amylase và
amyloglucosidase để thủy phân tinh bột thành đường, chủ yếu là glucose. Nguồn tinh
bột ban đầu được hấp thu sau đó lỏng hóa bằng α-amylase, đường hóa bằng
amyloglucosidase.
α-amylase cắt ngẫu nhiên các liên kết α-1,4 glucoside trong mạch amylose và
amylopectin thành hỗn hợp các oligomer bao gồm các đoạn phân nhánh và không
phân nhánh.
Amyloglucosidase cắt các liên kết α-1,4 glucoside từ đầu không khử của
amylose phóng thích ra các monomer đơn D-glucose, đồng thời các nối α-1,6
glucoside cũng được thủy giải nhưng chậm hơn. Enzyme này có khả năng thủy phân
hầu như hoàn toàn tinh bột thành glucose (đến 98%) (Geisen, 1993).
2.2.3. Phân loại nấm mốc
Liệt kê 7 đặc tính để phân loại nấm mốc như sau:
- Đặc điểm hình thái
- Ký chủ đặc thù
- Đặc điểm sinh lý
- Đặc điểm tế bào học và di truyền học
- Đặc điểm kháng huyết thanh
- Đặc tính sinh hóa chung
- Phân loại số học
Một số loại nấm mốc dùng trong đường hóa tinh bột:
Trong lên men rượu người ta dùng một số loại nấm mốc để thực hiện quá trình
đường hóa như Mucor, Rhizopus, Aspergillus…


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 11 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Mucor:
Mucor: M. rouxii, M. indicus, M. circinelloides,… sợi nấm màu trắng phân nhánh
nhiều nhưng không có vách ngăn ngang, chứa nhiều nhân. Khi trưởng thành sợi nấm
(sợi nằm ngang trong hoặc trên giá thể) mọc lên một sợi đứng mang trên đầu cơ quan
sinh sản gọi là bào tử phòng bên trong chứa các bào tử không roi. Bào tử này khi được
phóng thích ra ngoài gặp điều khiện thuận lợi sẽ nảy mầm thành sợi mốc mới.
Mốc Mucor có khuẩn ty đơn bào, phân nhánh mạnh, sinh bào tử nang. Mucor phát
triển ở các hạt, thức ăn gia súc, thực phẩm,… bị ẩm, tạo thành lớp lông tơ màu xanh.
Một số loài Mucor có khả năng lên men rượu và oxi hóa. Chúng được dùng trong sản
xuất acid hữu cơ, rượu và chế phẩm enzyme (Lương Đức Phẩm, 1998). Chi Mucor là
tiêu biểu của họ Mucoraceae (bộ Mucorales), đặc trưng bởi hệ sợi nấm không có các
đoạn sợi nấm bò và rễ giả, các nang bào tử kín với cuống nang phân nhánh hoặc không
phân nhánh, đơn độc hay thành cụm, mọc từ các sợi nấm. Các đặc điểm hình thái (hình
dạng, kích thước, màu sắc,…) của khuẩn lạc, nang bào tử kín và các bộ phận của nang,
bào tử kín và bào tử tiếp hợp (nếu có) đặc trưng cho mỗi loài của chi.
Nhiều loài của chi Mucor phân bố rộng rãi trong đất, không khí gây mốc các sản
phẩm công nông nghiệp. Một số loài có hoạt tính biến đổi sinh học các hợp chất
steroid. Các loài M. racemosus, M. tonkinensis được dùng để lên men rượu, thủy phân
tinh bột (Bùi Xuân Đông, 2004).

Hình 3. Nấm mốc Mucor
(Nguồn: />ngus.jpg, ngày 01/08/2013)

Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 12 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Rhizopus:
Rhizopus: R. microsporus, R. oligosporus, R. oryzae,… thường mọc lẫn với Mucor
trên bánh mì, cơm thiu và một số chất hữu cơ khác. Hệ sợ nấm có rễ giả do có các sợi
nấm rất ngắn tạo thành, tập trung phía dưới gốc của các cuống bào tử phòng. Loại này

cũng có hoạt tính lên men hydroxyl hóa trong các hợp chất steroid, hiện được dùng
trong công nghiệp sản xuất các hợp chất cortisone, các hoormon sinh dục bằng phương
pháp biến đổi sinh học.
Trên khuẩn ty của Rhizopus hình thành những nút và từ đây sẽ mọc những rễ cắm
sâu vào cơ chất và mọc những cuống sinh bào tử nang. Trong bào tử nang chứa nhiều
bào tử hình trứng. Vỏ bào tử có những nếp nhăn.
Cuống sinh bào tử nang phình rỗng dần ở cuối. Đặc điểm này đặc trưng cho giống
Rhizopus. Bào tử nang lúc đầu trắng, khi già có màu đen hoàn toàn. Trường hợp mốc
phát triển mạnh dày đặc những chấm đen.

Hình 4. Nấm mốc Rhizopus
(Nguồn: ngày 01/08/2013)
Aspergilus:
Aspergilus: A. oryzae, A. sojae, A. niger,… thuộc họ Eurotiaceae, bộ Eurotiales:
Đính bào tử được tạo thành từ các thể bình. Thể bình này được sinh ra từ sự phân cắt
của đài trụ. Sợi nấm có vách ngăn ngang chưa hoàn chỉnh. Chúng sống hoại sinh trên
các chất hữu cơ, khi sống trong môi trường tinh bột thì tiết ra enzyme amylase biến đổi
tinh bột thành dextrin và maltose.
Họ nấm Aspergillus hiện nay có đến hơn 200 loài. Khuẩn ty có vách ngăn. Trên
đầu, tế bào hình chai, mọc các cuống sinh bào tử đính. Các bào tử đính xòe ra như
những hoa cúc và mang màu sắc đặc trưng cho từng loài (màu hoa cau, màu xanh lục,
màu đen,…). Một số loài trong giống này có nhiều ứng dụng thực tế: A. oryzae và A.
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 13 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
flavus (mốc vàng); A. niger, A. awamori và A. usami (mốc đen). Chúng sinh ra nhiều
enzyme: amylase, protease, pectinase,… được dùng trong sản xuất tương, nước chấm,
rượu,… Ngoài ra, A. niger còn dùng chủ yếu trong sản xuất acid citric (Lương Đức
Phẩm, 1998).
Chi Aspergillus đặc trưng bởi những đặc điểm sau:
Hệ sợi nấm gồm các sợi ngăn vách, phân nhánh, không màu, màu nhạt hoặc

trong một số trường hợp trở thành nâu hay màu đậm khác ở các vùng nhất định của
khuẩn lạc. Bộ máy mang bào tử trần phát triển từ một tế bào có đường kính lớn hơn,
màng dầy hơn các đoạn lân cận của sợi nấm (tế bào chân). Giá bào tử trần phát triển từ
tế bào chân, như là một nhánh của sợi nấm, gần thẳng góc với trục của tế bào chân và
thường ở trên mặt cơ chất.
Giá bào tử trần không có nhánh, không có hoặc rất ít vách ngang, có phần đỉnh
to ra thành bọng hình chùy, hình elip, hình bán cầu hay hình cầu. Bọng hữu thụ này
mang các thể bình.
Thể bình có một tầng hay hai tầng. Trong trường hợp sau, mỗi thể bình cấp 1
mang một cụm 2 - 3 (hoặc nhiều hơn) thể bình cấp 2 ở phần đỉnh. Các bào tử trần
được tạo thành nối tiếp nhau trong miệng thể bình, thành chuỗi hướng gốc (bào tử ở
ngay miệng thể bình là những bào tử non nhất, càng xa miệng thể bình càng già),
không phân nhánh.
Bào tử trần không ngăn vách, thay đổi về hình dạng, kích thước, màu sắc, dấu
vết ở mặt ngoài (nhẵn, có gai, có nốt sần) tùy từng loại. Khối bào tử trần đỉnh bọng có
thể có các dạng hình cột (các chuỗi bào tử trần song song, sát nhau), hình cầu hoặc
hình tia tỏa tròn (Bùi Xuân Đông, 2004).

Hình 5. Nấm mốc Aspergillus
(Nguồn: 01/08/2013)
Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 14 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
Penicillium:
Khuẩn ty có vách ngăn và phân nhánh. Một đầu sợi lại chia thành các nhánh và
từ các nhánh này mới mọc ra các cuống đính bào tử. Toàn bộ nhánh sinh đính bào tử
có hình dáng giống cái chổi. Bào tử đính có hình cầu và khi chín có màu xanh hoặc
trắng, nhưng các mốc Penicillium thường gặp có màu xanh và người ta cũng thường
gọi là mốc xanh.
Giống Penicillium có nhiều loài, một số được dùng trong sản xuất chất kháng
sinh Penicillum (Penicillium notatum) và nhiều loài được dùng để làm chín phô mai.

Hình 6. Nấm mốc Penicillium
(Nguồn: ngày 03/08/2013)
2.3. Đường hóa
Giai đoạn đường hóa là giai đoạn thủy phân tinh bột và các oligosaccharide
thành đường glucose, maltose và maltotriose được thực hiện bởi nấm mốc. Tùy theo
loại sản phẩm mong muốn, quá trình chuyển hóa này có thể được xúc tác bởi một hay
kết hợp nhiều enzyme. Khi sử dụng enzyme amyloglucosidase sẽ cho ra các sản phẩm
giàu glucose. Còn thủy phân bằng một hỗn hợp các enzyme β-amylase và pululanase
thì cho sản phẩm giàu maltose (90%).
Đường hóa được tiến hành ở nhiệt độ khoảng 50
o
C tương ứng với nhiệt độ tối
ưu của các enzyme sử dụng và ở pH hơi acid (5,0 - 6,0).
2.3.1. Cơ chất của quá trình đường hóa
Tinh bột có trong thực phẩm là nguồn dinh dưỡng dự trữ ở thực vật, tạo nên
nhờ quá trình quang hợp ở cây xanh. Một lượng đáng kể tinh bột cũng có trong các
loại quả như chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều trong các loại lương thực do đó
lương thực được coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất tinh bột, hình dạng và
thành phần hóa học cũng phụ thuộc vào giống trồng, điều kiện trồng trọt,…