Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang phối hợp từ táo mèo và nho

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN
----------

NGUYỄN THỊ HUYỀN

TUYỂN CHỌN CHỦNG NẤM MEN
CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN VANG
PHỐI HỢP TỪ TÁO MÈO VÀ NHO

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Vi sinh vật học

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN QUANG THẢO

HÀ NỘI, 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực và cố
gắng của bản thân, tôi còn nhận đƣợc sự giúp đỡ vô cùng quý báu từ phía nhà
trƣờng, khoa và đặc biệt là các thầy, cô giáo. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng
biết ơn sâu sắc tới:
Ban lãnh đạo, các thầy cô trong tổ vi sinh vật Khoa Sinh-KTNN trƣờng
Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, cùng sự phối hợp giúp đỡ nhiệt tình của các anh,
chị, bạn trong nhóm luận văn vi sinh.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Đinh Thị Kim
Nhung và thầy giáo TS.Nguyễn Quang Thảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình
nghiên cứu và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những gì viết trong khóa luận này đều là sự thật. Đây
là kết quả của riêng tôi. Tất cả các số liệu trong bảng biểu và hình ảnh đều
đƣợc thu thập từ thực nghiệm, qua xử lý thống kê, không có số liệu sao chép
hay bịa đặt, không trùng với kết quả của bất kỳ tác giả nào đã công bố dƣới sự
hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Quang Thảo và PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung.
Trong đề tài, tôi có sử dụng một số dẫn liệu của một số tác giả khác, tôi
xin phép các tác giả đƣợc trích dẫn để bổ sung cho luận văn của mình.
Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Xin trân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 12 tháng 05 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền


BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
CHỮ VIẾT TẮT

ĐƢỢC ĐỌC LÀ

1. S

Saccharomyces

2. STT

Số thứ tự

3. HL

Hàm lƣợng

4. TG

Thời gian

5. Vsv

Vi sinh vật

6. ĐHSP

Đại học sƣ phạm

7. TB/ml

Tế bào/ml

8. SLTB

Số lƣợng tế bào

9. PTTQ

Phƣơng trình tổng quát

10. L.buchneri

Lactobacillus plantanrum

11. L.casie

Lactobacillus casie

12. L.brevis

Lactobacillus brevis


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 3
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................. 3
5. Điểm mới của đề tài ................................................................................ 3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 4
1.1. Tổng quan về đối tƣợng ....................................................................... 4
1.1.1. Táo mèo và nho Cabernet sauvignon ............................................. 4
1.2. Khái quát chung về lên men rƣợu vang ................................................ 5
1.2.1. Khái niệm rƣợu vang ..................................................................... 5
1.2.2. Thành phần và giá trị dinh dƣỡng của rƣợu vang ........................... 5
1.2.3. Nguyên liệu sản xuất rƣợu vang ..................................................... 5

1.2.4. Phân loại vang ............................................................................... 6
1.3. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men ...................................... 7
1.3.1. Nấm men ....................................................................................... 7
1.3.2. Vi khuẩn lactic ............................................................................. 10
1.3.3. Nấm mốc ..................................................................................... 10
1.3.4. Vi sinh vật làm hỏng vang ........................................................... 10
1.3.5. Bệnh vang .................................................................................... 10
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng và phát triển của
nấm men ................................................................................................... 11
1.4.1. Nguồn cacbon .............................................................................. 11
1.4.2. Nguồn photpho vô cơ ................................................................... 12
1.4.3. Nguồn nitơ vô cơ ......................................................................... 12


1.4.4. Nguồn oxi .................................................................................... 12
1.4.5. Các nguyên tố khoáng .................................................................. 12
1.4.6. Nƣớc ............................................................................................ 12
1.4.7. Các vitamin .................................................................................. 12
1.5. Yêu cầu của việc lựa chọn chủng nấm men lên men vang .................. 13
1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men ...................................... 13
1.6.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ............................................................... 13
1.6.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng và men giống .......................... 13
1.6.3. Ảnh hƣởng của độ pH .................................................................. 14
1.6.4. Ảnh hƣởng của nồng độ cồn ........................................................ 14
1.6.5. Ảnh hƣởng của thời gian lên men ................................................ 14
1.6.6. Những biến đổi sinh lí, sinh hóa, vi sinh trong quá trình lên men
rƣợu vang .............................................................................................. 15
1.7. Tình hình sản xuất rƣợu vang ............................................................. 16
1.7.1. Tình hình sản xuất rƣợu vang trên thế giới ................................... 16
1.7.2. Tình hình sản xuất rƣợu vang trong nƣớc ..................................... 17

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 19
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................... 19
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................. 19
2.2. Hóa chất, dụng cụ thiết bị ................................................................... 19
2.2.1. Hóa chất ....................................................................................... 19
2.2.2. Dụng cụ thiết bị ........................................................................... 19
2.3. Môi trƣờng ......................................................................................... 19
2.3.1. Môi trƣờng Hansen (môi trƣờng phân lập, MT1)(g/ml) ............... 19
2.3.2. Môi trƣờng nhân giống (môi trƣờng 2, MT2) (g/ml) .................... 20
2.3.3. Môi trƣờng lên men (Môi trƣờng 3, MT3) (g/ml)......................... 20
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................... 20


2.4.1. Các phƣơng pháp vi sinh .............................................................. 20
2.4.2. Phƣơng pháp hóa học ................................................................... 22
2.5. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 23
2.6. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................... 23
2.7. Thời gian nghiên cứu ......................................................................... 23
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................... 24
3.1. Phân lập chủng nấm men có khả năng lên men vang phối hợp từ táo
mèo và nho Cabernet sauvignon ............................................................... 24
3.1.1. Các tỷ lệ phối hợp hai nguyên liệu táo mèo và nho Cabernet
sauvignon dùng trong thí nghiệm ........................................................... 24
3.1.2. Phân lập chủng nấm men có khả năng lên men vang phối hợp
từ táo mèo và nho Cabernet sauvignon .................................................. 24
3.2. Tuyển chọn và xác định tên khoa học của chủng nấm men có khả năng
lên men vang phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon .................. 26
3.2.1. Xác định tên khoa học của chủng nấm men có khả năng lên men
vang táo mèo và nho Cabernet sauvignon ............................................ 26
3.2.2. Tiêu chuẩn chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang

phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon ....................................... 26
3.3. Nghiên cứu động thái phát triển của chủng nấm men H1 trong môi
trƣờng nhân giống ..................................................................................... 31
3.4. Ảnh hƣởng của một số nhân tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men vang
phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon........................................... 33
3.4.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng tới quá trình lên men vang
phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon ....................................... 33
3.4.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng men giống tới quá trình lên men vang
phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon ....................................... 36


3.5. Lên men với quy mô phòng thí nghiệm và xây dựng quy trình
sản xuất vang táo mèo và nho Cabernet sauvignon ................................... 40
3.5.1. Lên men với quy mô phòng thí nghiệm ........................................ 40
3.5.2. Quy trình công nghệ sản xuất rƣợu vang táo mèo và nho Cabernet
sauvignon .............................................................................................. 41
3.5.3. Thuyết minh công nghệ................................................................ 42
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 44


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loại quả ....................................... 6
Bảng 3.1. Các tỷ lệ phối hợp dịch siro táo mèo và nho Cabernet sauvignon . 24
Bảng 3.2. Hoạt lực lên men của 3 chủng nấm men H1, H2, H3 ...................... 27
Bảng 3.3. Khả năng kết lắng của 3 chủng nấm men H1, H2, H3 .................... 28
Bảng 3.4. Khả năng lên men đƣờng của 3 chủng nấm men H1, H2, H3 ......... 29
Bảng 3.5. Khả năng lên men ở các độ pH khác nhau của 3 chủng nấm men
H1, H2, H3 ................................................................................... 29
Bảng 3.6. Khả năng tạo hƣơng thơm và độ trong của 3 chủng nấm men ...... 30

Bảng 3.7. Tổng hợp các kết quả của 3 chủng nấm men ................................ 30
Bảng 3.8. Động thái phát triển của chủng nấm men H1................................. 31
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng tới quá trình nhân giống của
chủng nấm men H1 ..................................................................... 33
Bảng 3.10. Động thái lên men của chủng nấm men H1 ................................. 36
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng men giống đến sự biến động số lƣợng
tế bào trong thời gian 72h của chủng S.cerevisiae....................... 38
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng men giống tới quá trình lên men vang
táo mèo và nho Cabernet sauvignon ........................................... 39
Bảng 3.13. Kết quả phân tích rƣợu thành phẩm ............................................ 39


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Ảnh chụp nấm men trên môi trƣờng thạch nghiêng ...................... 25
Hình 3.2. Ảnh chụp khuẩn lạc nấm men H1 trên môi trƣờng thạch đĩa ......... 25
Hình 3.3. Ảnh chụp tế bào nấm men H1 trên kính hiển vi quang học ............ 26
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn động thái phát triển của chủng nấm men trong môi
trƣờng nhân giống ........................................................................ 32
Hình 3.5. Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng đƣờng sót trong dịch lên men ở các
hàm lƣợng đƣờng khác nhau......................................................... 34
Hình 3.6. Biểu đồ biểu diễn hàm lƣợng cồn trong dịch lên men ở các hàm
lƣợng đƣờng khác nhau ................................................................ 34
Hình 3.7. Biểu dồ biểu thị độ pH trong dịch lên men ở các hàm lƣợng đƣờng
khác nhau ..................................................................................... 35
Hình 3.8. Động thái sinh trƣởng của quá trình lên men ................................ 37
Hình 3.9. Động thái sinh trƣởng của chủng nấm men H1 ở các hàm lƣợng
đƣờng khác nhau .......................................................................... 39


MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài
Từ xa xƣa, con ngƣời đã biết cách tạo ra rƣợu và sử dụng rƣợu mặc dù
chƣa hiểu biết rõ bản chất và quá trình tạo ra rƣợu. Rƣợu đã trở thành một thứ
đồ uống phổ biến và ƣa chuộng trên toàn thế giới.
Hằng năm trên thế giới xuất khoảng 29 tỷ lít rƣợu vang. Trong đó các
nƣớc sản xuất nhiều nhất là: Pháp, Ý, Angiêri [17]. Tuyệt đại đa số các loại
rƣợu vang sản xuất từ quả nho nên danh từ “vang nho” đồng nghĩa với danh
từ vang. Ở các nƣớc nhiệt đới nóng ẩm nhƣ nƣớc ta thì diện tích trồng nho
còn hạn hẹp, chất lƣợng nho còn thấp mà các loại hoa quả nhiệt đới giàu
đƣờng, axit, vitmin, khoáng lại rất phong phú. Vì vậy, chúng ta có thể sản
xuất rƣợu vang từ các loại quả khác nhau: mơ, vải, táo, dứa… có chất lƣợng
cao và hƣơng vị đặc trƣng. Ở Việt Nam, nghành sản xuất rƣợu vang mới thực
sự bắt đầu từ những năm 80 của thế kỷ XX và đƣợc đánh dấu bằng sự xuất
hiện của nhà máy vang Thăng Long, sau đó là một số nhà máy khác: vang Gia
Lâm, vang Đà Lạt…
Thực tế cho thấy phần lớn các loại quả chứa đƣờng, axit, vitamin, khoáng…
và không độc hại đều có thể sử dụng để lên men vang, nhƣng để có vang tốt
thì không phải loại quả nào cũng làm đƣợc. Do đó việc lựa chọn nguyên liệu
phù hợp với yêu cầu công nghệ và cho sản phẩm vang có chất lƣợng cao, từng
bƣớc hội nhập vào thị trƣờng khu vực và quốc tế cho đến nay vẫn là vấn đề
cấp thiết đối với nghành sản xuất vang ở nƣớc ta.
Nho Cabernet sauvignon là một giống nho nhỏ, tròn, có màu đen với
vỏ rất dày và cứng cáp. Chính những đặc tính đó kết hợp với hƣơng vị đƣợc
ƣa thích nên Cabernet sauvignon là một trong những loại nho đỏ làm rƣợu
vang phổ biến nhất trên thế giới. Lớp vỏ đặc biệt dày của giống nho này mang

1


lại cho rƣợu vang nồng độ tannin khá cao, nhờ vậy làm cho loại rƣợu vang

này có đặc tính biến đổi theo thời gian. Rƣợu vang mới đƣợc làm từ loại nho
này có cấu trúc vững chắc và có vị chát rất khó dùng [25].
Hiện nay, ở một số tỉnh miền núi nƣớc ta có cây táo mèo cho quả có vị
thơm rất đặc trƣng. Yên Bái là một trong tỉnh cho sản lƣợng táo mèo lớn.
Trong đó chỉ có khoảng 30-35% tổng sản lƣợng quả thu hoạch đƣợc sử dụng
vào hình thức: ăn trực tiếp, ngâm rƣợu, ngâm dịch siro… số còn lại thƣờng bị
bỏ phí do không có nguồn tiêu thụ tại chỗ, vận chuyển khó khăn hoặc giá
thành rẻ. Trong khi đó đời sống bà con các dân tộc ở những nơi này còn gặp
nhiều khó khăn.
Mỗi loại quả khi lên men sẽ cho ra một loại vang riêng với hƣơng vị
đặc trƣng. Nhƣng nếu kết hợp khéo léo giữa các loại quả khác nhau (ví dụ
nhƣ táo mèo và nho Cabernet sauvignon) thì có thể tạo ra một loại vang mới
có chất lƣơng cao hơn và cho hƣơng vị độc đáo. Nghành sản xuất vang ở Việt
Nam đang trên đà phát triển với ngày càng nhiều sản phẩm phong phú cả về
chủng loại lẫn chất lƣợng. Tuy nhiên đây là ngành sản xuất khá mới và đang
trên đƣờng tìm kiếm nguồn nguyên liệu phù hợp. Táo mèo và nho Cabernet
sauvignon là hai nguyên liệu hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu trên. Hơn nữa,
khai thác hai loại quả này cho nghành công nghiệp chế biến và rƣợu vang sẽ
góp phần nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống cho nhân dân vùng cao (đặc
biệt đối với Yên Bái).
Chính vì những lí do trên tôi đã chọn và tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men rượu vang phối hợp
hợp từ táo mèo và nho Cabernet sauvignon”
2. Mục đích nghiên cứu
Tuyển chọn đƣợc chủng nấm men có khả năng lên men vang phối hợp
táo mèo và nho Cabernet sauvignon.
Đề xuất công trình công nghệ sản xuất rƣợu vang phối hợp từ quả táo

2

mèo và nho Cabernet sauvignon.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Phân lập chủng nấm man có khả năng lên men vang phối hợp táo
mèo và nho Cabernet sauvignon.
3.2. Tuyển chọn và xác định tên khoa học chủng nấm men có khả năng
lên men vang phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon.
3.3. Nghiên cứu động thái phát triển của chủng nấm men H1 trong môi
trƣờng nhân giống
3.4. Ảnh hƣởng của các tác nhân nhƣ: hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng
men giống tới quá trình lên men vang phối hợp táo mèo và nho Cabernet
sauvignon.
3.5. Ứng dụng lên men vang phối hợp và xây dựng quy trình sản xuất
vang phối hợp ở quy mô phòng thí nghiệm.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Tuyển chọn để tìm ra chủng nấm men có đặc tính sinh lý, sinh hóa
có khả năng lên men hỗn hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon.
4.2.Tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn của địa phƣơng nhằm sản xuất
một loại vang phù hợp với thị hiếu của ngƣời tiêu dung, góp phần làm phong
phú thị trƣờng vang trong nƣớc và nâng cao thu nhập cho đồng bào dân tộc
vùng cao.
5. Điểm mới của đề tài
Tuyển chọn đƣợc 3 chủng nấm men Saccharomyces có đƣờng kính
khuẩn lạc lớn đƣa vào nghiên cứu, trong đó tôi chọn ra 1 chủng nấm men
Saccharomyces tốt nhất có khả năng lên men vang phối hợp từ táo mèo và
nho Cabernet sauvignnon.

3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về đối tƣợng
1.1.1. Táo mèo và nho Cabernet sauvignon
Táo mèo
Hiện nay, ở một số tỉnh miền núi nƣớc ta có cây táo mèo cho quả có vị
thơm rất đặc trƣng. Yên Bái là một trong tỉnh cho sản lƣợng táo mèo lớn [6].
Trong đó chỉ có khoảng 30-35% tổng sản lƣợng quả thu hoạch đƣợc sử dụng
vào hình thức: ăn trực tiếp, ngâm rƣợu, ngâm dịch siro… số còn lại thƣờng bị
bỏ phí do không có nguồn tiêu thụ tại chỗ, vận chuyển khó khăn hoặc giá
thành rẻ. Trong khi đó đời sống bà con các dân tộc ở những nơi này còn gặp
nhiều khó khăn.
Nho Cabernet sauvignon
Đây là giống nho nổi tiếng nhất thế giới, đƣợc tạo ra nhờ sự kết hợp
giữa hai dòng nho Sauvignon trắng và Cabernet Franc. Sự lai tạo này đƣợc
cho là thực hiện từ cách đây hơn 3 thế kỷ tại nơi nào đó trong vùng Gironde –
Pháp. Giống nho này thích ứng tốt với những điều kiện tự nhiên khác nhau và
đƣợc trồng khắp các vƣờn nho trên thế giới. Đặc tính tiêu biểu của giống nho
này: Màu đỏ thẫm, có nhiều mùi thơm của trái cassis, rƣợu vang đƣợc làm từ
giống nho này khi còn trẻ có màu đỏ gạch, mang nhiều mùi hƣơng gỗ thông
tuyết, nó giúp tạo nên những loài vang trữ lâu năm.
Chúng có tác dụng giảm cholesteron, bảo vệ thành mạch máu trong cơ
thể. Điều này giải thích tại sao uống rƣợu vang đỏ lại có tác dụng tốt cho tim
mạch. Ngoài ra, nho còn giúp đào thải các chất độc trong cơ thể, làm tăng
cƣờng sức đề kháng. Nho đƣợc sử dụng rất phổ biến, dùng để ăn tƣơi, dịch
siro và chế biến rƣợu vang [24].

4

1.2. Khái quát chung về lên men rƣợu vang
1.2.1. Khái niệm rượu vang
Rƣợu vang là một sản phẩm lên men không qua chƣng cất từ dịch ép
trái cây (nho, táo mèo, mơ, dâu) của một số chủng nấm men.
1.2.2. Thành phần và giá trị dinh dưỡng của rượu vang
Cồn etanon: Do lên men tự nhiên từ dịch trái cây vì vậy không lẫn
anđehit, este. Đọ cồn của rƣợu vang từ 10% - 13%V, nhiều ngƣời uống đƣợc.
Chất bổ dưỡng: Đƣờng trong rƣợu vang từ 6,2 g/l – 13,2 g/l, chủ yếu là
đƣờng fructozo, glucozo và một ít galactozo.
Chứa một lƣợng phong phú các loại muối với hàm lƣợng thấp. Chúng
giữ vai trò làm tăng hƣơng vị và giá trị dinh dƣỡng của rƣợu vang.
Rượu vang giàu vitamin: Vitamin có troang nƣớc hoa quả không bị quá
trình lên men phân hủy.
Các axitamin: có vai trò quan trọng đối với sự sinh sản và phát triển
của nấm men. Ngoài lƣợng axitamin có sẵn trong dịch hoa quả, quá trình lên
men vang cũng tạo thêm một số axitamin đã làm cho vang thành phẩm có
hƣơng vị đặc trƣng. Các axitamin nhƣ: lizin, treonin, valin, … [15].
1.2.3. Nguyên liệu sản xuất rượu vang
Có rất nhiều nguồn nguyên liệu để sản xuất rƣợu vang. Trên thị trƣờng
quốc tế có thể nói nho là nguyên liệu phổ biến cho sản xuất rƣợu vang nho,
nhƣng hiện nay rƣợu vang phối hợp táo mèo và nho Cabernet sauvignon đƣợc
sử dụng khá rộng rãi, có nhiều vitamin C, có đầy đủ các chất khoáng và có
lƣợng protein đáng kể. Với nguyên liệu chính táo mèo và nho Caernet
sauvigon ngâm với đƣờng để thu dịch nƣớc quả dùng cho lên men:
Nho: chất lƣợng tốt hƣơng, vị đậm đà, vị ngọt, nóng của cồn cân đối với
vị chua chát của axit. Thành phần hóa học của nho có (%): 10-30 đƣờng
(glucose, fructose, saccharose); 0,5-0,7 axit hữu cơ (axit tactaric, axit malic);

5

0,1-0,9 các chất protein; 0,1-0,5 chất khoáng; có các vitamin C, B1, B2, cùng
các chất thơm.
Ngoài nho các loại quả khác nhƣ: dâu, dứa, mơ, mận, táo, cũng là
nguyên liệu để sản xuất rƣợu vang [22].
Thành phần hóa học của quả, điều kiện chăm sóc, khí hậu… có ảnh
hƣởng lớn đến chất lƣợng rƣợu vang.
Thành phần hóa học của một số loại quả đƣợc dẫn ra ở bảng 1.1 [16].
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loại quả
Tên quả

Thành phần hóa học cơ bản (%)
Nƣớc

Đƣờng

Acid

Pectin

Tanin

Dâu

84,74

9,19

0,49

0,31

0,035

Dứa

54,3

3,9

0,6

0,249

0,83

Mơ

73,8

9,0

1,1

0,249

0,83

Táo mèo

84

4,8

1,45

0,249

0,83

1.2.4. Phân loại vang
Rƣợu vang là một loại nƣớc giải khát thơm ngon giàu chất bổ dƣỡng
với độ cồn nhẹ và có hƣơng thơm từ trái cây còn giữ lại trong rƣợu.hiện nay
trên thị trƣờng có nhiều loại rƣợu vang, để thuận tiện ngƣời ta tiến hành phân
loại vang theo nhiều cách nhƣ màu sắc hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng axit,
tiêu chí của chất có ga, tiêu chí tuổi thọ…vì vây chia vang thành hai nhóm là
vang có ga và vang không có ga [3], [4], [5].
Căn cứ theo màu sắc của sản phẩm: vang đỏ, vang trắng, vang hồng.
Theo tiêu chí hàm lƣợng đƣờng:
- Vang khô: chứa dƣới 2g đƣờng/lít rƣợu
- Vang bán thô: từ 2g đến 30g đƣờng/lít rƣợu
- Vang mềm: từ 30g đến 50g đƣờng/lít rƣợu

6


- Vang ngọt: trên 50g đƣờng/lít rƣợu
- Dựa vào tiêu chí của chất có ga: vang êm và vang sủi.
1.3. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men
1.3.1. Nấm men

1.3.1.1. Sơ lược về nấm men
Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng
cách nảy chồi, cũng có khi theo hình thức phân cắt tế bào. Chúng phân bố
rộng rãi khắp nơi: đất trồng nho, nơi trồng hoa quả, nơi sản xuất rƣợu vang,
nhất là trong môi trƣờng chứa đƣờng và pH thấp [6].
1.3.1.2. Hình thái và cấu trúc của tế bào nấm men Saccharomyces
cereciviae
Hình thái: Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae (S.cerevisiae) có
dạng hình ovan hoặc hình trứng. Kích thƣớc nấm men 2-8µm x 4-10µm. Hình
dạng này tùy thuộc vào tuổi của tế bào. Mặc dù cấu tạo đơn bào nhƣng nấm
men mang đầy đủ tính chất của một cơ thể sống.
Cấu tạo: nấm men có cấu tạo tế bào khá phức tạp, gần giống nhƣ tế bào
thực vật. Có đầy đủ các cấu tạo thành tế bào, màng tế bào chất, ty thể,
riboxom, nhân, không bào và các hạt dự trữ.
Thành tế bào: Thành tế bào nấm men đƣợc cấu tạo bởi hai lớp phân tử
bao gồm 90% là hợp chất glucan và mannan, phần còn lại là protein, lipit và
glucozamin. Glucan là hợp chất cao phân tử của D – Glucoza, mannan là hợp
chất cao phân tử của D – Manoza. Trên thành tế bào có nhiều lỗ, qua đố chất
dinh dƣỡng đƣợc hấp thu và các sản phẩm của quá trình trao đỏi chất đƣợc
thải ra.
Màng nguyên sinh chất: Màng nguyên sinh chất của tế bào nấm men dày
khoảng 8nm có cấu tạo tƣơng tự nhƣ màng nguyên sinh chất của vi khuẩn.
Tế bào chất: Nấm men cũng nhƣ tế bào chất của vi khuẩn, độ nhớt của

7


tế bào chất cao hơn của nƣớc 800 lần.
Nhân tế bào: Nhân tế bào nấm men là điển hình, có dịch nhân bên
trong là chất dịch nhân. Cũng nhƣ nhân của tế bào sinh vật bậc cao, nhân của

tế bào nấm men ngoài ADN còn có protein và nhiều loại men. Hạch nhân của
tế bào nấm men không chỉ có một phân tử ADN nhƣ ở vi khuẩn mà có cấu tạo
nhiễm sắc thể điển hình và có quá trình phân bào nguyên nhiễm gọi là gián
phân. Quá trình gián phân gồm bốn giai đoạn nhƣ ở sinh vật bậc cao. Số
lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào nấm men cũng khác nhau ở tế bào nấm men.
S.cerevisiae là nhóm phân bố rộng rãi nhất có nhiễm sắc thể đơn bội n = 17, ở
thể lƣỡng bội 2n = 34. Ngoài ra nhiễm sắc thể trong nhân tế bào còn chứa từ
50 – 100 plasmid có cấu tạo một phân tử ADN dạng vòng kín có kích thƣớc
2mm có khả năng sao chép độc lập mang thông tin di truyền.
Ty thể: Khác với vi khuẩn, nấm men đã có ty thể giống nhƣ ở tế bào
bậc cao, đó là cơ quan sinh năng lƣợng của tế bào. Ty thể của nấm men có
hình bầu dục, đƣợc bao bọc bởi hai lớp màng, màng trong gấp khúc thành
nhiều tấm răng lƣợc hoặc nhiều ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt của màng
trong tăng lên.
Riboxom: có hai loại: loại 80S gồm 2 tiểu thể 60S và 40S nằm trong tế
bào chất, một số khác gắn với màng tế bào chất. Một số nghiên cứu chứng
minh rằng: Các riboxom gắn với màng tế bào chất có hoạt tính tổng hợp
protein cao hơn. Loại 70S là loại riboxom có trong ti thể. Ngoài các cơ quan
trên, nấm men còn có không bào và hạt dự trữ volutin.
Bào tử: Nhiều nấm men có khả năng hình thành bào tử, đó là một hình
thức sinh sản của nấm men. Có hai loại bào tử : bào tử bắn và bào tử túi [7], [9].
1.3.1.3. Sinh sản của tế bào nấm men
Nấm men sinh sản dƣới hai hình thức: vô tính và hữu tính
Sinh sản vô tính gồm: sinh sản bằng hình thức nảy chồi và sinh sản

8


bằng hình thức phân chia. Phổ biến nhất là hình thức nảy chồi.Khi tế bào phát
triển đến một mức nhất định thì cơ thể của nó đâm ra một chồi mới gọi là

mầm (hay chồi). Mầm sinh ra ở một tƣ thế lệch tâm ở trên đầu tế bào mẹ.
Cùng một lúc tế bào có thể đâm ra nhiều chồi, ở mỗi chồi sẽ nhận đƣợc một
phần chất nhân và chất nguyên sinh của tế bào mẹ, sau đó nó tách ra khỏi tế
bào mẹ sống độc lập không tách khỏi mà tạo thành những chồi nhỏ liên kết
với nhau tạo thành một chuỗi khuẩn ty giả [8].
Sinh sản hữu tính: do hai tế bào nấm men kết hợp với nhau hình thành
hợp tử. Hợp tử phân chia thành các bào tử nằm trong nang, nang chín bào tử
đƣợc phát ra ngoài. Nếu hai tế bào nấm men có kích thƣớc giống nhau tiếp
hợp với nhau thì đƣợc gọi là tiếp hợp đẳng giao, hai tế bào nấm men khác
nhau thì đƣợc gọi là tiếp hợp dị giao.
Nấm men cũng có hình thức sinh sản bằng bào tử. Bào tử túi đƣợc hình
thành trong túi bào tử nhỏ gọi là nang, trong nang có từ 1-8 bào tử đôi khi có
đến 12 bào tử. Đó là quá trình tạo bào tử riêng rẽ không qua quá trình tiếp
hợp. Bào tử sau khi ra khỏi túi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành tế
bào nấm men mới. Tiếp theo là quá trình nảy chồi [9].
1.3.1.4. Vai trò của chủng nấm men S.cereviae tới quá trình lên men
rượu vang
Nấm men có thể sử dụng đƣờng glucose và fructose trong dịch quả và
chuyển hóa chúng theo con đƣờng đƣờng phân pyruvat. Qúa trình này cung
cấp năng lƣợng và chất khử để phục vụ sinh tổng hợp cho tế bào.Trong điều
kiện kỵ khí, nấm men loại CO 2 khỏi pyruvat trong phản ứng xúc tác bởi
enzyme pyruvat decarboxylase tạo ra axetanlđehyt và CO 2.
Tiếp theo, acetalđehyt khử thành ethanol dƣới tác động của enzyme
alcohol ddehydrogenaasse và NADH.

9


1.3.2. Vi khuẩn lactic
Trong dịch quả cũng nhƣ trong rƣợu vang có rất nhiều vi khuẩn. Những

loại này có tác dụng cải tạo hƣơng vị cho rƣợu vang hoặc làm xấu hƣơng vị,
thậm trí làm hỏng rƣợu vang.
Đặc biệt có sự tham gia của vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic trong dịch
quả cũng nhƣ trong vang thƣờng gặp khá nhiều loại vi khuẩn lactic, trong đó
có nhiều loài cần thiết cho quá trình sản xuất rƣợu vang từ các loại quả giàu
axit malic. Ví dụ các chủng vi khuẩn lên men lactic thuộc các giống
Pediococus và Leuconostoc. Ngày nay, ngƣời ta xác định cả các vi khuẩn
lactic đồng hình nhƣ : Lactobacillus plantanrum, L.casie và các chủng lên
men lactich dị hình: L.buchneri, L.brevis đều có thể lên men [13].
1.3.3. Nấm mốc
Phát triển ở quả, chất bã của quá trình sản xuất rƣợu vang, thùng chứa
thiết bị hoặc không khí mang đến. Đại diện: chi Rhizopus, Aspergillus.
1.3.4. Vi sinh vật làm hỏng vang
Một số vi sinh vật tồn tại khá nhiều trong rƣợu vang gây hỏng rƣợu
vang, vang bị đục, có vị chua gắt, mùi khó chịu nhƣ: Bacterium gracile,
Acetobacter xylium, Acetobacter aceti [7].
1.3.5. Bệnh vang
Là hiện tƣợng rƣợu vang bị chua chất lƣợng rƣợu vang bị giảm rất
nhanh. Nguyên nhân là do vang bị tiếp xúc với không khí và do dƣới tác dụng
của vi khuẩn axetic đã biến cồn thành axit axetic. Hoặc có thể do vi sinh vật
lên men trong điều kiện kỵ khí gây ra [20].
Một số bệnh vang thƣờng gặp:
Bệnh vang dính
Đặc điểm: vang chảy không đều, lỏng nhƣ nƣớc mà dính lại nhƣ hồ.
Bệnh này thƣờng kéo dài hơn bệnh chua và bệnh đắng. Do vi khuẩn lactic đặc

10


biệt là do Leuconostoc tiết ra một loại đƣờng riêng là dextran gây nên bệnh

vang dính.
Bệnh vang đắng
Đặc điểm: Rƣợu vang có vị chua và có vị vang đắng. Do vi khuẩn
lactic phá hủy glixerin tạo thành acrolrin.
Vang chua lactic
Đặc điểm: Rƣợu có mùi khó chịu. Khi quả quá ngọt hoặc cho thêm quá
nhiều đƣờng, kĩ thuật lên men thấp, làm cho nấm men ngừng hoạt động, hoặc
do cấy nấm men chƣa đủ, nhiệt độ cao và thiếu oxy,... vi khuẩn lactic sẽ
chuyển hóa đƣờng khử thành đƣờng manit và axit bay hơi.
Vang bị đục
Vang có màu đục không trong. Do xuất hiện những kết tủa màu trong
rƣợu hay sự oxy hóa của thành phần polyphenol có trong nguyên liệu làm
rƣợu, hoặc do sự tạo thành kết tủa bông protein của thành phần tanin trong
rƣợu và một số dạng kết tủa khác.
Bệnh chua giấm
Rƣợu có mùi giấm. Do vi khuẩn acetic chuyển hóa cồn trong rƣợu
thành axetic [16].
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng và phát triển của
nấm men
1.4.1. Nguồn cacbon
Hợp chất cacbon chiếm vị trí hàng đầu cho sự sống của nấm men.
Cacbon có trong tế bào chất, thành tế bào, trong tất cả các phản ứng enzyme
và sản phẩm trao đổi chất.
Nguồn cacbon cung cấp chủ yếu cho nấm men Saccharomyces
cerevisia đƣợc lấy chủ yếu từ các nguồn đƣờng: glucoza, saccharoza,
fructoza.

11

Nguồn cacbon đáp ứng đƣợc 3 nhu cầu cơ bản của nấm men:
- Sản sinh ra năng lƣợng thông qua quá trình oxi hóa khử.
- Tạo thành những tiền chất.
- Tham gia vào các quá trình oxi hóa khử.
1.4.2. Nguồn photpho vô cơ
Photpho có vai trò quan trọng đối với tế bào nấm men, là nguyên liệu
tổng hợp acid nucleic, các enzyme, các hợp chất cao năng ATP, ...
1.4.3. Nguồn nitơ vô cơ
Nitơ là thành phần cấu tạo nên tế bào. Nguồn nitơ dƣợc nấm men lấy từ
các hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ. Do vậy, khi nhân giống nấm men
ngƣời ta thƣờng bổ sung thêm lyzin,arginin hoặc (NH4)2SO4 để tăng cƣờng
khả năng sinh sản cho nấm men [14].
1.4.4. Nguồn oxi
Hầu hết các chủng nấm men trong lên men rƣợu vang thuộc giống
Saccharomyces. Chúng là nhóm vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi môi trƣờng đủ
lƣợng oxi nấm men phân hủy đƣờng dùng làm nguồn năng lƣợng và cấu tạo
tế bào tăng sinh sinh khối.
1.4.5. Các nguyên tố khoáng
Sự trao đổi của tế bào nấm men cần các nguyên tố khoáng nhƣ: Ca, P,
Mg, S,... chúng đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành màng và nhân tế
bào Ca, Mg là trung tâm chuyển hóa của nhiều loại enzyme tham gia vào quá
trình chuyển hóa đƣờng thành rƣợu.
1.4.6. Nước
Nƣớc là thành phần không thể thiếu vì nó là môi trƣờng sinh sống của
tế bào nấm men.
1.4.7. Các vitamin
Một số vitamin nhƣ B1, biotin, vitamin E... có tác dụng rất tốt đến sự
sinh trƣởng và phát triển của nấm men. Nhiều loại vitamin còn có tác dụng
tăng cƣờng sự hoạt hóa của một số enzyme trong quá trình lên men rƣợu [14].

12


1.5. Yêu cầu của việc lựa chọn chủng nấm men lên men vang
Có năng suất lên men cao, tốc độ lên men lớn.
Chịu cồn cao.
Chịu pH thấp.
Có hương thơm đặc trưng.
Dễ lắng trong và dễ lọc.
1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men
1.6.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ lên men có ảnh hƣởng trực tiếp đến các phản ứng sinh hóa
trong tế bào nấm men.
Nếu nhiệt độ < 200C: sự lên men diễn ra chậm chạp, độ rƣợu đƣợc tạo
thành thấp.
Nhiệt độ < 100C: không diễn ra quá trình lên men.
Nhiệt độ ở 350C: nguy hiểm cho quá trình lên men, nấm men mặc dù
không chết nhƣng mất tác dụng.
Nhiệt độ > 350C: quá trình lên men dừng lại, lƣợng đƣờng sót lại còn
cao, vi khuẩn hoạt động, đặc biệt là nhiều vi khuẩn chuyển hóa đƣờng thành
axit acetic gây chua, làm giảm chất lƣợng vang.
Nhiệt độ thích hợp nhất cho nấm men phát triển là 26-280C [20].
1.6.2. Ảnh hưởng của hàm lượng đường và men giống
Hàm lƣợng đƣờng thích hợp cho lên men vang là 12-25%V và tới
30%V sẽ ức chế mạnh mẽ quá trình lên men. Tỷ lệ các loại đƣờng có trong
dịch lên men cũng ảnh hƣởng lớn tới tốc độ và hiệu suất lên men, glucose là
loại đƣờng phù hợp nhất cho sự sinh sản và phát triển của nấm men cũng nhƣ
quá trình lên men rƣợu vang, tiếp đó là đƣờng fructose và saccharose... Vì vậy
quả có chứa hàm lƣợng đƣờng khử càng cao thì càng có lợi cho quá trình lên
men cũng nhƣ đến chất lƣợng vang thành phẩm [14].

13


Hàm lƣợng men giống : hàm lƣợng men giống đóng vai trò quan trọng
đến quá trình sinh trƣởng cũng nhƣ quá trình lên men của nấm men. Hàm
lƣợng tế bào nấm men có trong dịch lên men càng thấp thì thời gian lên men
càng kéo dài hơn, dễ bị nhiễm vi khuẩn. Ngƣợc lại hàm lƣợng men giống
trong dịch lên men càng cao thì thời gian lên men ngắn hơn, hạn chế đƣợc khả
năng nhiễm khuẩn. Nhƣng hàm lƣợng men giống quá cao sẽ làm thay đổi
thành phần môi trƣờng lên men và sẽ không có lợi cho quá trình lên men và
chất lƣợng rƣợu vang. Nhìn chung, hàm lƣợng men giống thích hợp cho quá
trình lên men khoảng 10% [21].
1.6.3. Ảnh hưởng của độ pH
Trong quá trình nuôi cấy pH môi trƣờng luôn bị biến đổi đƣợc điều
khiển bởi sự sinh sản của nấm men.Vào giai đoạn cuối cùng pH tăng một ít do
điều kiện môi trƣờng bắt đầu khan hiếm chất dinh dƣỡng và hoạt lực của
enzyme trong tế bào lớn. Nấm men lúc đó tự phân huỷ và giải phóng NH3.
Đối với dịch quả thƣờng có độ pH từ 2,8 – 3,8. Khoảng pH này nấm men vẫn
hoạt động đƣợc, vùng pH tối thích của nấm men là 4 – 6.
Trong sản xuất rƣợu vang ngƣời ta thƣờng sử dụng môi trƣờng dịch
quả có pH 3,0 – 3,5.
1.6.4. Ảnh hưởng của nồng độ cồn
Nấm men phát triển tốt nhất ở nồng độ cồn thích hợp là 9 – 14%V.
Trong quá trình lên men nồng đổ rƣợu tăng dần sẽ gây ức chế hoạt động sống
của nấm men và kìm hãm hoạt động của nhiều loại enzyme chuyển hoá
đƣờng thành rƣợu.Vì vậy, khả năng chịu cồn và lên men tốt trong môi trƣờng
có nồng độ cồn thích hợp là một tiêu chí để tuyển chọn chủng nấm men cho
quá trình sản xuất rƣợu vang [14].
1.6.5. Ảnh hưởng của thời gian lên men

Thời gian là yếu tố quan trọng ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm
vang. Trong thời gian lên men chính, nếu thời gian lên men quá ngắn, lƣợng

14


cồn tạo ra quá ít. Trong thời gian lên men phụ, nếu thời gian lên men không
đủ để hƣơng hình thành, mùi vang sẽ không đặc trƣng. Nhìn chung thời gian
lên men chính tốt nhất là 7 – 20 ngày. Thời gian lên men phụ và tàng trữ vang
phải vài tháng trở lên [1].
1.6.6. Những biến đổi sinh lí, sinh hóa, vi sinh trong quá trình lên men
rượu vang
Saccharomyces là chủng nấm men đƣợc sử dụng rộng rãi nhất, chủng
này có hàm lƣợng đƣờng cao.
PTTQ của sự lên men:
C6H12O6 → CH3 CH2 OH + 33 Kcal
Qúa trình lên men đƣờng thành rƣợu là một dãy phản ứng oxi hoá khử
nhờ hệ enzim trong tế bào nấm men. Qúa trình biến đổi đƣờng thành rƣợu là
chuỗi các phản ứng diễn ra phức tạp gồm 5 giai đoạn sau:
- Giai đoạn 1: Biến đổi glucozo thành fructozo – 1,6 điphotphat dƣới tác
dụng của enzym hexokinaza và isomeraza.
- Giai đoạn 2: Từ fructozo – 1,6 điphotphat biến đổi thành 3 –
photphoglixeraldehit và photphodioxiaxeton dƣới tác dụng của enzim
andolaza.
- Giai đoạn 3: Trƣớc hết là 3 – photphoglixeraldehit sẽ biến đổi thành
photphoglyxerat và tiếp tục biến đổi thành 2 - photphoglyxerat nhờ xúc tác
của các enzim photphoglyxeratmutaza. Sản phẩm cuối cùng của giai đoạn này
là sự biến đổi 2 – photphoglyxerat thành axit piruvic dƣới tác dụng của enzim
andolaza và kinaza.
- Giai đoạn 4: Axit piruvic phân cắt thành axetaldehit đồng thời giải

phóng CO2 dƣới tác dụng của enzimdecacboxylaza.
- Giai đoạn 5: Tạo thành etanol từ axetandehit nhờ tác dụng của enzim
alcoldehydrogenaza [2].

15