Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của chủng nấm men lên men vang nho

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN
*****

NGUYỄN THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH HỌC
CỦA CHỦNG NẤM MEN LÊN MEN
VANG NHO
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Vi sinh vật học

HÀ NỘI, 2015


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH – KTNN
*****

NGUYỄN THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH HỌC
CỦA CHỦNG NẤM MEN LÊN MEN
VANG NHO
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Vi sinh vật học

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
PGS. TS. Đinh Thị Kim Nhung

HÀ NỘI, 2015

LỜI CẢM ƠN
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành gửi lời cảm
ơn đến cô giáo PGS. TS. Đinh Thị Kim Nhung - giảng viên môn Vi sinh,
Khoa Sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 - ngƣời đã tận tình hƣớng
dẫn, giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa
luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các anh chị và các bạn
trong tổ Vi sinh, Khoa Sinh học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, đã tạo
điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa
luận.
Con cảm ơn bố mẹ, anh trai vì đã luôn yêu thƣơng con và cho con cơ
hội để học bao điều hay trong cuộc sống…
Cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian qua.
Tôi xin trân trọng cảm ơn !
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Thị Ngọc


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết
quả nghiên cứu, số liệu đƣợc trình bày trong khóa luận là trung thực và không
trùng với tác giả khác.
Hà Nội, tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Nguyễn Thị Ngọc

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh nấm men Saccharomyces cerevisiae trong lên men
rƣợu vang ....................................................................................... 9
Hình 1.2. Một số vi khuẩn lactic trong lên men rƣợu vang .......................... 11
Hình 3.1. Chủng nấm men phân lập trên môi trƣờng đĩa thạch ................... 25
Hình 3.2. Chủng nấm men N1, N6, N9 trên môi trƣờng thạch nghiêng ......... 25
Hình 3.3. Khả năng lên men của các chủng nấm men ở pH khác nhau ........ 28
Hình 3.4. Động thái phát triển của các chủng nấm men trong môi trƣờng
nhân giống ................................................................................... 30
Hình 3.5. Khuẩn lạc của chủng nấm men N1 trên môi trƣờng MT1 ............. 31
Hình 3.6. Ảnh chụp qua kính hiển quang học với độ phóng đại 1000 cho
thấy hình thái tế bào của chủng nấm men N1 ............................... 31
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của pH đến sự phát triển của chủng S. cerevisiae N1 33
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới sự phát triển của chủng
S. cerevisiae N1 ............................................................................ 34
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của các nguồn nitơ vô cơ tới sự sinh trƣởng của
chủng S. cerevisiae N1 ................................................................ 35
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng pepton đến sự sinh trƣởng của
chủng S. cerevisiae N1 ............................................................... 36
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến sự sinh trƣởng của
chủng S. cerevisiae N1 ............................................................... 37
Hình 3.12. Động thái lên men vang nho Cabernet sauvignon của
chủng S. cerevisiae N1 .............................................................. 41


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Phân loại rƣợu vang ...................................................................... 4

Bảng 3.1. Các chủng nấm men thu đƣợc qua các lần phân lập ..................... 24
Bảng 3.2. Hàm lƣợng CO2 giải phóng sau 72 giờ lên men của 3 chủng
nấm men N1, N6 và N9 ................................................................. 26
Bảng 3.3. Khả năng lên men đƣờng của các chủng nấm men ...................... 27
Bảng 3.4. Khả năng kết lắng của ba chủng nấm men ................................... 28
Bảng 3.5. Khả năng lên men của chủng S.cerevisiae N1 ở các hàm
lƣợng đƣờng khác nhau .............................................................. 38
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến khả năng lên men của
chủng S.cerevisiae N1 .................................................................. 39
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nồng độ (NH4)2SO4 đến khả năng lên men
của chủng S.cerevisiae N1 ........................................................... 40
Bảng 3.8. Kết quả phân tích rƣợu thành phẩm ............................................. 42


CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN

S. cerevisiae

: Saccharomyces cerevisiae

CFU

: Colony Forming Unit

V

: Thể tích


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 3
1.1. Sơ lƣợc về đặc điểm và tình hình phát triển của nho
Cabernet sauvignon ................................................................................ 3
1.2. Khái quát chung về rƣợu vang ................................................................. 3
1.2.1. Phân loại rƣợu vang.............................................................................. 3
1.2.2. Nguyên liệu sản xuất rƣợu vang ........................................................... 5
1.2.3. Thành phần của rƣợu vang ................................................................... 6
1.2.4. Tàng trữ rƣợu vang .............................................................................. 6
1.3. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men vang và bệnh vang ........... 7
1.3.1. Nấm men .............................................................................................. 7
1.3.1.1. Sơ lƣợc về nấm men ........................................................................ 7
1.3.1.2. Hình dạng, kích thƣớc của tế bào nấm men ...................................... 9
1.3.1.3. Cấu tạo của tế bào nấm men ............................................................. 9
1.3.1.4. Sinh sản của tế bào nấm men .......................................................... 10
1.3.2. Vi khuẩn lactic ................................................................................... 11
1.3.3. Các vi sinh vật gây hỏng rƣợu vang ................................................... 12
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng và phát triển của
nấm men ............................................................................................... 12
1.4.1. Nguồn cacbon ................................................................................... 12
1.4.2. Nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ ............................................................... 13
1.4.3. Nguồn photpho vô cơ ....................................................................... 13
1.4.4. Nguồn nguyên tố khoáng ................................................................... 13
1.4.5. Ảnh hƣởng của oxi ............................................................................ 13
1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men vang ................................. 13
1.5.1. Nhiệt độ ............................................................................................. 13


1.5.2. Độ pH ................................................................................................ 14
1.5.3. Nồng độ rƣợu .................................................................................... 14

1.5.4. Hàm lƣợng đƣờng .............................................................................. 14
1.5.5. Men giống ......................................................................................... 15
1.5.6. Oxy hòa tan ....................................................................................... 15
1.5.7. Ảnh hƣởng của chất khử trùng ........................................................... 16
1.6. Tình hình sản xuất vang nho Cabernet sauvignon trên thế giới và ở
Việt Nam .............................................................................................. 16
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 18
2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 18
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................... 18
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................. 18
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị ............................................................................. 18
2.1.4. Môi trƣờng ......................................................................................... 18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 19
2.2.1. Phƣơng pháp thu mẫu ......................................................................... 19
2.2.2. Phƣơng pháp phân lập ........................................................................ 19
2.2.3. Phƣơng pháp giữ giống vi khuẩn ........................................................ 20
2.2.4. Phƣơng pháp hoạt hóa giống .............................................................. 20
2.2.5. Phƣơng pháp xác định hoạt lực lên men của nấm men ........................ 20
2.2.6. Xác định khả năng kết lắng ................................................................ 21
2.2.7. Phƣơng pháp mô tả hình thái khuẩn lạc, tế bào nấm men ................... 21
2.2.8. Phƣơng pháp xác định số lƣợng tế bào .............................................. 21
2.2.9. Phƣơng pháp hóa học ......................................................................... 22
2.2.10. Phƣơng pháp thống kê toán học trong xử lý số liệu .......................... 22
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 24
3.1. Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men


vang nho Cabernet sauvignon .............................................................. 24
3.1.1. Phân lập chủng nấm men từ dịch nho Cabernet sauvignon ................. 24
3.1.2. Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang

nho Cabernet sauvignon .................................................................... 25
3.1.2.1. Xác định hoạt lực lên men ............................................................... 26
3.1.2.2. Khả năng lên men đƣờng ................................................................. 27
3.1.2.3. Khả năng kết lắng của các chủng nấm men ..................................... 27
3.1.2.4. Khả năng lên men ở các độ pH khác nhau ........................................... 28
3.1.2.5. Nghiên cứu động thái phát triển của các chủng nấm men trong
môi trƣờng nhân giống .................................................................... 29
3.1.2.6. Xác định tên khoa học của chủng nấm men tuyển chọn .................. 31
3.2. Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của chủng nấm men tuyển chọn ... 32
3.2.1. Ảnh hƣởng của môi trƣờng nhân giống đến sự sinh trƣởng của
chủng nấm men tuyển chọn ............................................................... 32
3.2.1.1. Ảnh hƣởng của độ pH ...................................................................... 32
3.2.1.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ ................................................................... 33
3.2.1.3. Ảnh hƣởng của nguồn nito vô cơ .................................................... 34
3.2.1.4. Ảnh hƣởng của pepton .................................................................... 36
3.2.1.5. Ảnh hƣởng của KH2PO4 ................................................................. 37
3.2.2. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến khả năng lên men vang
nho Cabernet sauvignon của chủng nấm men tuyển chọn .................. 38
3.2.2.1. Khả năng lên men ở các hàm lƣợng đƣờng khác nhau .................... 38
3.2.2.2. Ảnh hƣởng của nồng độ KH2PO4 đến khả năng lên men ................. 39
3.2.2.3. Ảnh hƣởng của nồng độ (NH4)2SO4 đến khả năng lên men ............. 40
3.3. Lên men vang nho Cabernet sauvignon ................................................ 41
3.3.1. Động thái lên men vang nho Cabernet sauvignon .............................. 41
3.3.2. Lên men vang nho Cabernet sauvignon quy mô phòng thí nghiệm .... 42


3.3.3. Quy trình công nghệ sản xuất vang nho Cabernet sauvignon
quy mô phòng thí nghiệm ............................................................... 43
3.3.3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất vang nho
Cabernet sauvignon ........................................................................ 43

3.3.3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất vang nho
Cabernet sauvignon ......................................................................... 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 47


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Rƣợu đã đƣợc con ngƣời sản xuất và sử dụng cách đây rất lâu vào
khoảng 6000 năm trƣớc Công Nguyên, trong đó rƣợu vang (wine, vine) là
một sản phẩm đƣợc tạo thành trong quá trình lên men từ dịch ép trái nho của
một số chủng nấm men. Song phải đến hàng ngàn năm sau, nhờ sự phát triển
của khoa học kĩ thuật mà việc sản xuất rƣợu nho mới thực sự trở thành nghề
mang tính thƣơng mại của nhiều quốc gia trên thế giới nhƣ: Anh, Pháp, Đức
(các nƣớc thuộc khối liên minh Châu Âu), hay nhƣ Hoa Kỳ, Úc, Bungary, Bồ
Đào Nha, Nga… với tổng sản lƣợng đạt khoảng 29 tỷ lít/năm. Đến nay, rƣợu
vang không chỉ đƣợc làm từ nho mà còn đƣợc làm từ nhiều loại quả khác
nhau rất phong phú và đa dạng nhƣ vang dâu, vang vải, vang mơ, vang táo,
vang sherry, vang điều, vang lê,… tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên của từng
quốc gia. Ở Việt Nam ngành sản xuất rƣợu vang mới thực sự bắt đầu những
năm 80 của thế kỷ XX, đƣợc đánh dấu bằng sự hiện diện của vang Thăng
Long. Sau đó có một số cơ sở sản xuất rƣợu vang khác nhƣ vang Gia Lâm,
Vang Thanh Ba, vang Đà Lạt… [12] .
Nho Cabernet sauvignon là giống nho làm rƣợu vang đỏ nổi tiếng nhất
thế giới, đƣợc tạo ra nhờ sự kết hợp giữa hai dòng nho Sauvignon Franc và
Cabernet Blanc. Đây là loại nho dễ trồng, có khả năng thích ứng rất tốt với
nhiều vùng đất khác nhau và đem trồng ở đâu cũng vẫn giữ đƣợc những đặc
tính rất riêng của thứ nho Quý phái nhất thế giới. Hiện nay và những năm sắp
tới nhu cầu tiêu thụ rƣợu vang nho rất lớn và thị trƣờng này đầy tiềm năng,
chính vì vậy việc nghiên cứu sử dụng nho Cabernet sauvignon để sản xuất

vang theo chúng tôi là cần thiết có triển vọng và phù hợp với điều kiện thực
tiễn của Việt Nam. Chính vì những lí do trên nên tôi đã chọn và tiến hành

1


nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của chủng nấm men
lên men vang nho”.
2. Mục đích nghiên cứu
Phân lập đƣợc chủng nấm men có khả năng lên men vang nho
Cabernet sauvignon. Nghiên cứu một số tính sinh học và khả năng lên men
vang nho Cabernet sauvignon của chủng nấm men tuyển chọn.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang
nho Cabernet sauvignon
3.2. Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của chủng nấm men lên men
vang nho Cabernet sauvignon
3.3. Lên men vang nho Cabernet sauvignon
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu nhằm đi sâu tìm hiểu đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng
nấm men có khả năng lên men vang nho Cabernet sauvignon.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu góp phần đƣa ra qui trình sản xuất vang từ nho Cabernet
sauvignon.
5. Điểm mới của đề tài
Đề tài không chỉ phân lập và tuyển chọn đƣợc chủng nấm men có khả
năng lên men vang nho Cabernet sauvignon mà đã đi sâu nghiên cứu đƣợc
đặc điểm sinh lý, sinh hóa của chủng nấm men có khả năng lên men vang nho
Cabernet sauvignon.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Sơ lƣợc về đặc điểm và tình hình phát triển của nho Cabernet
sauvignon
Nho Cabernet sauvignon là một trong những loại nho số 1 để làm vang
đỏ trên thế giới. Quả của giống nho này nhỏ, tròn, có màu đen với vỏ rất dầy
và cứng cáp. Nhờ lớp vỏ đó, loại nho này có thể chống chọi lại sâu bệnh, ít bị
hỏng và có thể chống chịu đƣợc với những trận mƣa của mùa thu. 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. Quả nho có bốn thành phần chính: Cuống (3 đến 5% tổng trọng
lƣợng): mỗi chùm có một cuống, đƣợc loại bỏ vào lúc ban đầu của quá trình
làm rƣợu. Vỏ quả (6 đến 10%): chứa các chất tạo màu, cùng chất tannin và
các men, làm cho nƣớc cốt lên men. Thịt (82 đến 90%): phần mềm bên trong
của quả, là nguồn cấp nƣớc cốt, gồm nƣớc, đƣờng, các acid, các chất muối
khoáng và vitamin. Các hạt (2 đến 4%): giàu chất tannin và các dầu.
Cabernet sauvignon đƣợc trồng chủ yếu ở Bordeaux (thung lũng xứ
Loire, Languedoc, Roussillon, Provence và ở Tây Nam nƣớc Pháp) và đƣợc
lan rộng cả ở các vùng trồng nho nổi tiếng khác ở các nƣớc Tân thế giới nhƣ:
Chile, Argentina, Nam Phi, Úc, California (Mỹ). Ở Việt Nam, nho Cabernet
sauvignon đƣợc trồng nhiều ở Ninh Thuận.
1.2. Khái quát chung về rƣợu vang
1.2.1. Phân loại rượu vang
Rƣợu vang là 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. Rƣợu vang theo
đúng nghĩa là rƣợu lên men từ nƣớc ép quả nho (không chƣng cất). Gần đây

3


ngƣời ta mới mở rộng khái niệm rƣợu vang để chỉ các loại rƣợu lên men từ
các loại quả khác nhau nhƣ: mơ, táo, dứa, vải, nhãn, xoài,... [24].
Có nhiều cách phân loại khác nhau, có thể căn cứ vào chỉ tiêu giới hạn
về màu sắc của sản phẩm mà phân thành các loại: rƣợu vang đỏ là loại rƣợu
vang có màu đỏ, đỏ lựu, đỏ thẫm; rƣợu vang trắng là rƣợu vang có màu vàng
rơm đến vàng ánh; rƣợu vang hồng có màu hồng đến đỏ tƣơi.
Hoặc căn cứ theo độ rƣợu, hàm lƣợng đƣờng, hàm lƣợng axit... có
trong rƣợu vang mà phân thành các loại: rƣợu vang khô, rƣợu vang dịu, rƣợu
vang ngọt. Nhƣng xu hƣớng chung thì rƣợu vang đƣợc phân thành hai nhóm
chính là rƣợu vang không có gas (trong rƣợu vang thành phẩm không có CO2)
và rƣợu vang có gas (trong rƣợu vang thành phẩm có CO 2), trong đó mỗi
nhóm lại phân thành một số loại khác nhau tùy theo hƣơng, vị... của từng loại
sản phẩm.
Bảng 1.1. Phân loại rƣợu vang
Loại rƣợu vang
Cay
Rƣợu vang
bàn ăn (table
Nửa ngọt
wine)
Ngọt
Vang
Nặng
Rƣợu vang
không
Nửa ngọt

nặng (Fortified Điểm
gas
Ngọt
wine)
tâm
Tạo hƣơng
Không ngọt (Brut)
Rất cay
Sâm banh
Cay
(Champagne)
Nửa cay
Ngọt
Đỏ
Rƣợu
Hồng
vang
có gas
Thơm (Muxcat)
Rƣợu vang bọt
Rƣợu vang bọt

4

Độ cồn (%/V) Độ đƣờng(%)
9 ÷ 14
< 0,3
9 ÷ 12
0,3 ÷0,5
9 ÷ 12

3,0 ÷ 8,0
17 ÷ 20
1 ÷ 14
14 ÷ 16
5 ÷ 20
15 ÷ 17
14 ÷ 20
16 ÷ 18
6 ÷ 16
10,5 ÷ 12,5
< 0,3
10,5 ÷ 12,5
0,8
10,5 ÷ 12,5
3,0
10,5 ÷ 12,5
5,0
10,5 ÷ 12,5
8,0
11 ÷ 13,5
7÷8
10,5 ÷ 12,5
6÷7
10,5 ÷ 12,5
9 ÷ 12
9 ÷ 12
3÷8


1.2.2. Nguyên liệu sản xuất rượu vang

Đây đƣợc coi là yếu tố hàng đầu, quyết định đến chất lƣợng của rƣợu
vang. Từ lâu nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất rƣợu vang ở hầu hết quốc
gia vẫn là dịch ép quả nho chín. Để sản xuất rƣợu vang, ngƣời ta thƣờng phải
quan tâm đến một số chỉ tiêu chất lƣợng của nguyên liệu nhƣ sau [24]:
Hàm lƣợng đƣờng: là chỉ tiêu chính đánh giá chất lƣợng nguyên liệu,
các giống nho đƣợc lựa chọn để sản xuất rƣợu vang cho đến nay hầu hết đều
có hàm lƣợng đƣờng khá cao từ 18 ÷ 25%V.
Thành phần và hàm lƣợng axit: Hai loại axit chủ yếu của nho là D tartric và L - malic, trong đó D - tartric là axit khá mạnh, là chất đệm để giữ
rƣợu ở pH tƣơng đối thấp. Trong sản xuất rƣợu vang ngƣời ta ƣa dùng loại
nho có hàm lƣợng axit malic thấp.
Pectin: Trong một số loại quả chín, pectin chiếm tỉ lệ trung bình từ 0,02
÷ 0,6% chủ yếu ở dạng keo và araban. Sự có mặt của pectin trong thành phần
dịch lên men và trong rƣợu vang sẽ làm tăng độ nhớt và bọt của sản phẩm,
ảnh hƣởng tới giá trị cảm quan.
Tanin: Có chủ yếu ở cuống, vỏ và hạt quả, các loại nho trắng chứa hàm
lƣợng tanin ≈ 0,02% ít hơn so với nho đỏ. Sự có mặt của tanin trong rƣợu
vang sẽ làm cho rƣợu có vị chát và có độ trong hơn, nhƣng khi hàm lƣợng
tanin trong dịch lên men càng nhiều sẽ ức chế hoạt động của nhiều loại enzim
và làm giảm quá trình lên men rƣợu.
Các loại vitamin: Là thành phần chủ yếu có trong dịch quả và có vai trò
rất quan trọng đối với sự sinh sản, phát triển của nấm men cũng nhƣ chất
lƣợng rƣợu vang.
Các loại enzym: Trong dịch quả nho ép ngƣời ta đã phát hiện đƣợc một
số loại enzym proxylaza, polyphemoloxydaza, tananaza, pectinanza, catalaza,
esteraza,... có liên quan đến quá trình chín, hình thành màu của quả.

5


1.2.3. Thành phần của rượu vang

Các thành tố cơ bản của một rƣợu vang đã hoàn thành là nƣớc và
alcohol, một số thành tố khác có hàm lƣợng rất nhỏ, nhƣng là tác nhân về chất
lƣợng và đặc điểm của rƣợu [26].
Nƣớc (80 đến 85%): nƣớc này phát sinh từ nƣớc cốt trái nho, nên tinh
khiết về sinh học.
Alcohol (10 đến 17%): các alcohol trong rƣợu vang là từ những chất
đƣờng đƣợc nấm men chuyển hóa.
Acid (0.4 đến 1%): các acid trong rƣợu vang cho rƣợu vang có vị chua
đặc trƣng, giúp tăng hƣơng vị khi cân xứng với các thành tố khác.
Các chất đƣờng: trái nho chứa 15 đến 25% glucoza và fructoza, là
những đƣờng phần lớn đƣợc chuyển hóa thành alcohol trong quá trình lên
men.
Các muối khoáng (0.2 đến 0.4%): các muối đƣợc sinh ra từ các acid
khoáng hoặc acid hữu cơ, thêm vị tƣơi mát vào hƣơng vị của rƣợu vang.
Các chất tạo hƣơng vị và tạo màu (0.01 đến 0.5%): các phức chất
phenol tạo màu cho rƣợu và những khác biệt trong hƣơng vị giữa các vang đỏ
và vang trắng.
1.2.4. Tàng trữ rượu vang
Để rƣợu vang có chất lƣợng cao, ngƣời ta thƣờng tàng trữ rƣợu vang
vào trong các thùng gỗ sồi. Những hóa chất có sẵn trong gỗ sồi có ảnh hƣởng
sâu sắc tới rƣợu vang. Chất phenol trong gỗ sồi khi tác dụng với rƣợu vang sẽ
tạo mùi vanilla và vị ngọt chát của trà hay vị ngọt của hoa quả. Gỗ sồi cũng
tác động lên màu sắc của rƣợu.
Chai rƣợu vang thƣờng đƣợc bảo quản ở tƣ thế nằm ngang, từ 6 tháng
đến 1 năm trƣớc khi bán nhằm đảm bảo tiếp xúc trực tiếp giữa rƣợu vang và
nút, để có đƣợc tính chất hài hòa và bắt đầu phát triển những mùi thơm thứ

6

cấp thứ ba, đƣợc gọi là bouquet. Điều này sẽ hạn chế việc nút chai bị khô và
khả năng thẩm thấu của không khí qua các khe hở tạo ra trên nút khô nứt.
Nhiệt độ thích hợp bảo quản rƣợu tốt nhất dƣới 200C. Nhiệt độ phải ít dao
động, sự thay đổi nhiệt độ làm rƣợu mau hỏng. Tránh để rƣợu tiếp xúc với
ánh sáng trực tiếp của mặt trời. Độ ẩm thích hợp 55% đến 75%. Không khí
khô ráo, độ ẩm thấp là nguyên nhân vang mau hƣ hại.
Không phải mọi loại rƣợu vang đều thích hợp cho tàng trữ lâu để tăng
chất lƣợng rƣợu. Phần lớn các loại rƣợu vang trắng nên dùng khi còn trẻ. Các
loại rƣợu vang đỏ giàu tannin đƣợc tàng trữ lâu hơn để chúng đạt đến độ chín.
Vang đóng chai có thể bảo quản hàng chục năm trong hầm chứa ở nhiệt độ
thấp (khoảng 160C) [14].
1.3. Hệ vi sinh vật tham gia vào quá trình lên men vang
Hệ vi sinh vật của rƣợu vang rất đa dạng và phong phú bao gồm các
loại nấm men, nấm mốc, vi khuẩn, chúng tồn tại trong không khí, đất, nƣớc,
dịch ép cùi quả... và tham gia vào quá trình lên men rƣợu vang, trong số đó có
nhiều loại khi tham gia vào quá trình biến đổi đã tạo ra những sản phẩm có
lợi, nhƣng cũng có nhiều loại lại tạo ra nhiều sản phẩm không có lợi, thậm chí
làm hỏng rƣợu vang [28].
1.3.1. Nấm men
1.3.1.1. Sơ lược về nấm men
Nấm men (yeast) là tên chung để chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào,
sinh sản chủ yếu theo lối nảy chồi. Ngay từ năm 1857, Pasteur đã có những
nghiên cứu khá kỹ về nấm men rƣợu.
Nấm men phân bố rộng rãi trong tự nhiên (trong đất, nƣớc, không khí,
thực phẩm, hoa quả), trong đó có nhiều loại nấm men có khả năng lên men
rƣợu. Chính vì vậy, từ lâu con ngƣời đã biết sử dụng chúng để sản xuất rƣợu
bia. Nấm men sinh sản nảy chồi nhanh chóng, sinh khối của chúng giàu

7

protein và vitamin nên chúng còn đƣợc sử dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp sản xuất thức ăn bổ sung cho ngƣời nhƣ sản xuất protein đơn bào, tạo
hƣơng nƣớc chấm, sản xuất dƣợc phẩm, gần đây còn đƣợc sử dụng để sản
xuất lipit [13]. Tuy nhiên, bên cạnh những nấm men có ích cũng có một số
loại nấm men dại có hại cho ngƣời, gia súc và làm hỏng sản phẩm.
Trƣớc đây, căn cứ vào cấu tạo, đặc điểm sinh lý, khả năng lên men tạo
cồn và hƣơng vị đặc trƣng của nấm men khi lên men rƣợu vang, ngƣời ta
thƣờng phân nấm men thƣờng gặp trong quá trình sản xuất thành một số loại
cơ bản sau [10]:
Saccharomyces

vini

(còn

gọi

là

Saccharomyces

ellipsoideus,

Saccharomyces cerevisiae Hansen hay Saccharomyces vini Meyen) là những
tế bào hình ô van, kích thƣớc trung bình: (3 ÷ 8) × (5 ÷ 12)µm, sinh sản bằng
hình thức nảy chồi và có khả năng tạo thành bào tử. Trong dịch ép nƣớc quả
S.vini chứa tới hơn 80% tổng số Saccharomyces, chúng có khả năng sinh ra
invectaza ngoại bào để chuyển hóa saccaroza thành fructoza và glucoza vì vậy
có thể sử dụng S.vini để lên men rƣợu từ dịch quả có bổ sung thêm saccaroza

ở hàm lƣợng khá cao. S.vini có thể tạo đƣợc 18 ÷ 19%V cồn, có khả năng kết
lắng khá nhanh sau khi kết thúc quá trình lên men.
Saccharomyces cerevisiae (còn gọi là S.cerevisiae var ellipsoideus) là
những tế bào có hình elip, kích thƣớc tƣơng tự nhƣ Saccharomyces vini, nhân
tế bào có chứa 17 đôi nhiễm sắc thể. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy S.
cerevisiae có khả năng lên men dịch có hàm lƣợng đƣờng cao và có thể tạo
đƣợc 18 ÷ 20%V cồn, khả năng kết lắng và tạo hƣơng, vị đặc trƣng cho rƣợu
vang của S.cerevisiae cũng rất tốt, vì vậy trong sản xuất rƣợu vang có độ cồn
cao, ngƣời ta thƣờng sử dụng S.cerevisiae để lên men.
Saccharomyces oviformis: có hình dạng và kích thƣớc tƣơng tự nhƣ
S.vini nhƣng khả năng sinh sản và phát triển ở giai đoạn đầu chậm hơn S.vini,

8


do có khả năng chịu cồn khá tốt, nên số lƣợng tế bào vẫn tiếp tục tăng dần
trong quá trình lên men. S. oviformis không lên men galactoza, và có thể tạo
thành màng trên bề mặt rƣợu vang khô có chứa 10%V cồn. S. oviformis có
khả năng lên men kiệt đƣờng và độ rƣợu có thể đạt tới 18%V, sản phẩm có
hƣơng vị khá tốt, nên thƣờng đƣợc sử dụng để sản xuất các loại rƣợu vang
khô.
Tuy nhiên theo công bố gần đây nhất của Barnet. J. A., Payne. R. W.,
Yarrow. D., thì các chủng nấm men trên chỉ đồng danh của S. cerevisiae [30].

Hình 1.1. Hình ảnh nấm men Saccharomyces cerevisiae
trong lên men rượu vang
1.3.1.2. Hình dạng, kích thước của tế bào nấm men
Tế bào nấm men đa số có cấu tạo hình cầu, hình trứng hoặc hình ô van.
Hình dạng này có thể thay đổi phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng, điều kiện
nuôi cấy và tuổi của tế bào [10].

Kích thƣớc tế bào khoảng 3 – 10 µm x 5 – 12 µm. Nấm men có màu
trắng đục,vàng hoặc hồng nhạt, bề mặt tế bào thƣờng khô và căng, có thể dính
riêng lẻ hoặc dính nhau thành chuỗi.
1.3.1.3. Cấu tạo của tế bào nấm men
Các tế bào nấm men khác nhau thì có cấu tạo, thành phần khác nhau
nhƣng nhìn chung đều bao gồm: màng, chất nguyên sinh và nhân [10].

9


Màng: Màng tế bào có cấu tạo chủ yếu là hemixenluloza, chiếm khoảng
70% trọng lƣợng khô của tế bào (31% mannan + 29% glucam), ngoài ra còn
chứa 1 – 3% kitin, 6 – 10% protein, 8 – 8.5% lipit, 7% chất khoáng.
Chất nguyên sinh: Màng chất nguyên sinh là lipoprotein, chúng ăn sâu
vào chất nguyên sinh tạo thành mạng lƣới nội chất gồm 2 lớp và rầy 30 – 40
A0. Chất nguyên sinh của tế bào nấm men có một số bào quan nhƣ:
Ty thể: Có hình bầu dục hoặc dạng hạt và có thể thay đổi tùy thuộc vào
điều kiện của môi trƣờng cũng nhƣ trạng thái sinh lý của tế bào. Ty thể có
màng trong suốt, mỏng (60 – 80A0) có tính thấm cao,màng có cấu tạo 2 lớp,
lớp trong hình thành nếp gấp hoặc ống nhỏ hình răng lƣợc, lớp ngoài có cấu
trúc bằng nhiều đơn vị hình thái. Có khoảng 10 – 20 ty thể trong một tế bào
nấm men, chúng tham gia vào quá trình sinh trƣởng tế bào, sự hình thành và
nảy chồi bào tử.
Phức hệ golgi: Là nơi giải phóng các sản phẩm của quá trình dị hóa,
đồng thời tổng hợp oligosaccarit từ monosaccarit cho màng tế bào.
Lizoxom: Có chứa nhiều loại enzyme có khả năng phân giải protein,
lipit, polysaccarit.
Ngoài ra, trong tế bào nấm men còn chứa một hệ thống không bào hình
thành từ thể golgi hay mạng lƣới nội chất.
Nhân: Khác với tế bào vi khuẩn tế bào nấm men có nhân thật. Nhân có

hình ovan đƣợc bao bọc bởi lớp màng nhân. Nhân có kích thƣớc từ 1 – 2.4µm
× 2 – 8µm cấu tạo bởi protein, ADN, ARN và nhiều enzym.
1.3.1.4. Sinh sản của tế bào nấm men
Nấm men có nhiều hình thức sinh sản (sinh sản vô tính, sinh sản hữu
tính). Bình thƣờng tế bào nấm men sinh sản nảy chồi, khi gặp điều kiện không
thuận lợi một số có thể sinh sản theo cách tạo bào tử [10], [19].

10


Sinh sản vô tính: sinh sản nảy chồi là hình thức sinh sản phổ biến nhất.
Khi tế bào phát triển đến mức độ nhất định thì cơ thể nó đâm ra một chồi nhỏ
gọi là mầm (hay chồi). Mầm (tế bào con) đâm ra ở vị trí lệch tâm trên một đầu
của tế bào mẹ. Cùng một lúc tế bào mẹ có thể đâm ra nhiều chồi. Ở phía khác
nhau, ở mỗi chồi sẽ nhận đƣợc một phần chất nhân và chất nguyên sinh ở tế
bào mẹ. Sau khi nảy mầm tế bào con có thể tách ra khỏi tế bào mẹ và tiếp tục
nảy mầm tạo ra một lớp tế bào giống nhau và giống hình cành cây.
Nấm men có khả năng hình thành bào tử. Bào tử túi đƣợc sinh ra trong
những túi nhỏ gọi là túi nang. Mỗi túi nang chứa từ 1 đến 8 bào tử. Nấm men
đƣợc tạo thành từ một tế bào riêng rẽ không qua tiếp hợp. Bào tử túi gặp điều
kiện thuận lợi sẽ phát triển thành nấm men.
Sinh sản hữu tính là hình thức hợp nhất hai tế bào nấm men thành hợp
tử. Tế bào này phát triển thành túi trong đó có giảm nhiễm để hình thành các
bào từ.
1.3.2. Vi khuẩn lactic
Các nghiên cứu đã chứng minh đƣợc trong quá trình sản xuất rƣợu
vang, ngoài quá trình lên men tạo cồn của nấm men còn có quá trình lên men
khác là sự lên men malolactic để chuyển hóa axit malic có trong dịch quả nho
và rƣợu vang non thành axit lactic có vị chua dịu hơn ở trong rƣợu vang thành
phẩm mà tác nhân của quá trình lên men này chính là vi khuẩn lactic [7].

Hình 1.2. Một số vi khuẩn lactic trong lên men rượu vang

11


1.3.3. Các vi sinh vật gây hỏng rượu vang
Có không ít các loại vi khuẩn làm cho rƣợu vang bị đục, có vị chua gắt,
mùi khó chịu, làm cho rƣợu vang bị hỏng nhƣ Bacterium gacile, Acetobacter
xylium, Acetobecter xylium, Acetobacter acetic [7].
Các vi khuẩn kỵ khí: mặc dù một số vi khuẩn lactic đóng vai trò quan
trọng đối với sự lên men malolactic, xong phần lớn vi khuẩn lactic nhƣ: Lb.
brevis, Lb. pastoriaus, Lb. buchneri… đã làm cho rƣợu vang bị vẩn đục, có
mùi dƣa muối, ngay cấu khi đã lắng xuống đáy thùng lên men, đã làm cho
hƣơng vị của rƣợu vang bị thay đổi đáng kể.
Các vi khuẩn hiếu khí: Một số loại nấm men tạo màng trên bề mặt rƣợu
vang nhƣ Pichia, Candida, Zygopichia… phân giải đƣờng thành những axit
hữu cơ: xitric, axetic,… làm cho rƣợu vang bị đục, độ chua tăng cao.
Các vi khuẩn thuộc Acetobacter oxy hóa etylic thành axit axetic và CO 2
và H2O đã làm cho rƣợu vang có vị chua gắt của dấm, rƣợu vang bị nhớt
không thể sử dụng đƣợc.
Một số loại nấm men thuộc Torulopsis, Brettanomyces… lên men
đƣờng thành rƣợu và nhiều loại axit bay hơi, làm hỏng rƣợu vang bị nhầy hóa,
Hansenula oxy hóarƣợu etylic, glyxerin, axit hữu cơ… làm cho rƣợu vang bị
đục, có vị đắng.
1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình sinh trƣởng và phát triển của
nấm men
1.4.1. Nguồn cacbon
Cacbon có trong tế bào chất thành tế bào, trong tất cả các phản ứng
enzyme, axit và các sản phẩm trao đổi chất [10]. Vì vậy, những hợp chất

cacbon chiếm vị trí hàng đầu cho sự sống của nấm men. Nguồn thức ăn chủ
yếu của nấm men là hidratcacbon đáp ứng 3 nhu cầu: sản sinh năng lƣợng, tạo
tiền chất và thực hiện các quá trình oxy hóa khử.

12


1.4.2. Nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ
Nitơ rất cần cho sự sinh trƣởng và phát triển của nấm men. Do đó, môi
trƣờng nuôi cấy cần cung cấp đầy đủ các hợp chất nitơ mà nấm men có thể
đồng hóa. Nitơ có tác dụng cung cấp nguyên liệu cho tế bào tổng hợp protein
và các chất khác của nguyên sinh chất [10].
1.4.3. Nguồn photpho vô cơ
Photpho có vai trò quan trọng đối với nấm men, là nguyên liệu để tổng
hợp lên axit nucleic, các enzyme, các hợp chất cao năng ATP… nếu thay đổi
nồng độ của hợp chất photpho trong môi trƣờng sẽ dẫn đến sự thay đổi các
quá trình tổng hợp hàng loạt các hợp phần của tế bào có chứa photpho nhƣ tế
bào chất và nhân [10].
1.4.4. Nguồn nguyên tố khoáng
Trong môi trƣờng dinh dƣỡng cần phải có một lƣợng khoáng để đảm
bảo cho tế bào phát triển [10]. Các nguyên tố S, P đóng vai trò quan trọng
trong trao đổi chất của tế bào nấm men, tham gia chủ yếu vào thành phần của
nhân, nhiễm sắc thể, các enzyme. Ion Ca 2+, Mg++ điều chỉnh sự phát triển của
tế bào nấm men. Ion Fe++, Mg++ nằm trong thành phần của enzyme hoạt động.
1.4.5. Ảnh hưởng của oxi
Oxi cần trong giai đoạn đầu giúp nấm men sinh trƣởng, tăng sinh khối.
Quá trình lên men diễn ra ở điều kiện hiếm khí để tăng hiệu quả tạo cồn, sự
khuấy đảo làm tăng tốc độ lên men rút ngắn thời gian lên men. Ngoài ra,
nguồn oxi có liên quan tới sự tổng hợp các xitocrom. Nếu nồng độ oxi là 0,05
micromol/l thì hệ thống xitocrom b, c1, c, a, a3 sẽ vắng mặt [10].

1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình lên men vang
1.5.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng của rƣợu vang, các công
trình nghiên cứu cảu Hickinbotham, Ryan, Breckmann và Stier cho thấy khi

13


lên men ở điều kiện nhiệt độ lạnh thì hƣơng, vị của rƣợu sẽ có mùi trái cây và
tƣơi hơn, hàm lƣợng axit bay hơi thấp hơn, hàm lƣợng glyxerin sẽ tăng hơn,
ngƣợc lại khi lên men ở nhiệt độ cao thì chất lƣợng của rƣợu vang sẽ bị kém
đi rõ rệt [26].
1.5.2. Độ pH
Nấm men có thể sinh sản và phát triển trong môi trƣờng có độ pH từ
2,5 ÷ 7,5, tuy nhiên độ pH phù hợp nhất với sự sinh sản và phát triển của nấm
men đƣợc xác định là 4 ÷ 6, nhiều chủng nấm men có thể sinh sản và phát
triển tốt ở pH 3 ÷ 3,5 vì vậy để hạn chế quá trình lây nhiễm và phát triển của
nhiều loại vi khuẩn, phù hợp với độ pH tự nhiên của nguyên liệu các nhà sản
xuất luôn duy trì độ pH ở mức 3,2 ÷ 4,0. Theo Desoto và Warkentin ở pH ˂
3,7 rƣợu vang sẽ chống đƣợc sự kết tủa của canxitartrate đồng thời cũng làm
tăng giá trị cảm quan của sản phẩm [27]. Độ pH thấp hoặc quá cao cũng sẽ
làm thay đổi cấu trúc protein của nhiều loại enzyme tham gia trực tiếp vào
quá trình lên men rƣợu vang và làm giảm khả năng hoạt hóa của enzyme.
1.5.3. Nồng độ rượu
Trong quá trình lên men rƣợu, nồng độ rƣợu tăng dần sẽ gây ức chế
không chỉ cho các hoạt động sống của nấm men mà còn kìm hãm hoạt động
của nhiều loại enzyme chuyển hóa đƣờng thành rƣợu, khả năng sống sót của
nấm men phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ rƣợu có trong dịch lên men [26].
1.5.4. Hàm lượng đường
Nhiều chủng nấm men có thể tồn tại trong dịch lên men có hàm lƣợng

đƣờng đạt tới 80% nhƣng hầu hết các chủng nấm men lại không có khả năng
lên men rƣợu, khi hàm lƣợng đƣờng trong dịch lên men có từ 1 ÷ 2% thì tốc
độ lên men đạt nhanh nhất nhƣng hiệu suất lên men lại thấp. Hàm lƣợng
đƣờng phù hợp cho quá trình lên men rƣợu vang đƣợc xác định là 12÷20% và
khi hàm lƣợng đƣờng đạt 25% sẽ ức chế quá trình lên men [28].

14