phân lập và tuyển chọn nấm men chịu nhiệt từ mía và đất trồng mía

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
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM MEN CHỊU NHIỆT
TỪ MÍA VÀ ĐẤT TRỒNG MÍA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG

NGUYỄN THỊ MƠ
MSSV: 3113730
LỚP: VI SINH VẬT HỌC K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


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
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN NẤM MEN CHỊU NHIỆT

TỪ MÍA VÀ ĐẤT TRỒNG MÍA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG

NGUYỄN THỊ MƠ
MSSV: 3113730
LỚP: VI SINH VẬT HỌC K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG

NGUYỄN THỊ MƠ

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………..………….
Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký tên)


LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu trường Đại học Cần
Thơ, Ban Lãnh Đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học cùng quý thầy
cô đã giảng dạy em trong thời gian học tập vừa qua.
Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Ngô Thị Phương Dung đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em thực hiện đề tài này.
Xin gửi lời cảm ơn đến cố vấn học tập - thầy Phạm Hồng Quang và cô Nguyễn
Thị Liên đã luôn giúp đỡ, động viên em khi em gặp khó khăn trong học tập. Sự hỗ trợ
nhiệt tình cùng những lời khuyên của thầy và cô đã giúp em hoàn thành tốt quá trình
học tập và nghiên cứu.
Chân thành cảm ơn anh Huỳnh Xuân Phong, anh Nguyễn Ngọc Thạnh và anh
Bùi Hoàng Đăng Long – Cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học
Thực phẩm đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành
tốt đề tài.
Xin cảm ơn gia đình, anh chị cán bộ các phòng thí nghiệm của Viện Nghiên
cứu Phát triển Công nghệ Sinh học và tất cả bạn bè lớp Vi Sinh Vật Khóa 37 đã giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Kính chúc quý thầy cô, anh chị và các bạn luôn được nhiều sức khỏe, thành

công trong công tác nghiên cứu và luôn có những cống hiến quý báu cho sự nghiệp
giáo dục và đào tạo.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày 6 tháng 12 năm 2014
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN THỊ MƠ


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM LƯỢC
Đề tài được tiến hành nhằm mục đích phân lập và tuyển chọn những chủng nấm
men từ nguồn nguyên liệu mía có khả năng lên men mạnh ở nhiệt độ cao. Kết quả đã
phân lập được 39 chủng nấm men từ mẫu vỏ mía, dịch mía và đất trồng mía ở 4 tỉnh
Sóc Trăng, Hậu giang, Cần Thơ và Vĩnh Long. Kết quả thu được 2 chủng có khả năng
phân giải gelatine, 1 chủng có khả năng phân giải urea và 7 chủng có khả năng lên
men đường saccharose. Cả 39 chủng đều có khả năng lên men đường maltose và
glucose. Kết quả thử khả năng chịu cồn có 11 chủng phát triển được trên môi trường
bổ sung 12% (v/v) ethanol. Xác định được 30 chủng phát triển được sau 48 giờ ủ ở
43°C và chủng D-VL(2) là chủng duy nhất phát triển được ở mức 45°C. Tuyển chọn
được 3 chủng V-HG(2), Đ-HG(1) và V-ST2(1) có khả năng lên men tốt và chịu nhiêt
cao để lên men dịch rỉ đường. Kết quả cho thấy ở 30°C, 2 chủng V-HG(2) và Đ-HG(1)
lên men tạo ethanol nồng độ là 7,43% và 7,64%, chủng V-ST2(1) lên men tạo ethanol
nồng độ ở 30°C và 35°C, đạt 7,19%, là nồng độ cao nhất trong các mức nhiệt độ. Ở
mức 42°C, chủng V-ST2(1) lên men sinh ethanol với nồng độ 3,28%, cao hơn 2 chủng
còn lại. Từ đó có thể kết luận rằng, chủng V-ST2(1) ít chịu ảnh hưởng của yếu tố nhiệt
độ nhất trong 3 chủng được lên men.
Từ khóa: chịu cồn, chịu nhiệt, lên men, mía, nấm men.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

i

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

MỤC LỤC
Trang
PHẦN KÝ DUYỆT
LỜI CẢM TẠ
TÓM LƯỢC................................................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................................ii
DANH SÁCH BẢNG ................................................................................................. v
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................vii
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................ 2
2.1. Mía .............................................................................................................. 3
2.2. Nấm men ..................................................................................................... 4
2.2.1. Hình dạng kích thước của nấm men .................................................. 5
2.2.2. Cấu tạo của tế bào nấm men .............................................................. 6
2.2.3. Sự sinh sản của nấm men .................................................................. 6
2.2.4. Sự phát triển của tế bào nấm men ...................................................... 7

2.3. Lên men ethanol và vai trò của lên men ethanol ....................................... 8
2.3.1. Lên men ethanol ................................................................................ 8
2.3.2. Cơ chế của quá trình lên men ............................................................ 9
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ..................................... 9
2.3.3.1. Ảnh hưởng của ethanol .......................................................... 9
2.3.3.2. Ảnh hưởng của yếu tố dinh dưỡng ....................................... 10
2.3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ....................................................... 10
2.3.3.4. Ảnh hưởng của pH ............................................................... 11
2.3.3.5. Ảnh hưởng của khí oxy và carbonic ..................................... 11
2.3.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men .................................. 11
Chuyên ngành Vi Sinh vật học

ii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

2.3.4. Vai trò của lên men ......................................................................... 11
2.4. Nấm men chịu nhiệt và một số dòng quan trọng .................................. 132
2.4.1. Nấm men chịu nhiệt ........................................................................ 12
2.4.2. Một số nấm men chịu nhiệt quan trọng ............................................ 13
2.4.2.1. Nấm men Kluyveromyces spp. ............................................. 13
2.4.2.2. Nấm men Saccharomyces spp. ............................................. 15
2.4.2.3. Nấm men Candida spp. ........................................................ 16
2.5. Nấm men chịu cồn ................................................................................... 16
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 18

3.1. Phương tiện nghiên cứu ........................................................................... 18
3.1.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................... 18
3.1.2. Nguyên liệu ..................................................................................... 18
3.1.3. Thiết bị - dụng cụ và hóa chất ......................................................... 18
3.1.3.1. Thiết bị - dụng cụ ................................................................. 18
3.1.3.2. Hóa chất............................................................................... 18
3.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 19
3.2.1. Phân lập nấm men từ mía trồng tự nhiên ......................................... 19
3.2.2. Xác định đặc tính sinh lý, sinh hóa .................................................. 19
3.2.3. Sơ tuyển nấm men có hoạt tính lên men .......................................... 22
3.2.4. Khảo sát khả năng chịu ethanol ....................................................... 23
3.2.5. Khảo sát tính chịu nhiệt của các chủng nấm men ............................. 23
3.2.6. Khảo sát khả năng lên men ethanol ................................................. 24
3.2.7. Phương pháp phân tích .................................................................... 24
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN .................................................................. 25
4.1. Kết quả phân lập nấm men từ các mẫu mía ............................................ 25
4.2. Kết quả khảo sát các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa .................... 26
4.2.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và hình dạng tế bào nấm men, khả năng
phân giải urea và gelatine .......................................................................... 26

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

iii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

4.2.2. Khả năng lên men đường maltose.................................................... 29
4.2.3. Khả năng lên men đường saccharose ............................................... 31
4.3. Sơ tuyển hoạt tính lên men của nấm men................................................ 32
4.4. Khả năng chịu ethanol.............................................................................. 34
4.5. Khả năng chịu nhiệt ................................................................................. 36
4.6. Khả năng lên men ethanol ........................................................................ 38
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. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
2.1. Phương pháp quan sát đặc điểm khuẩn lạc và đặc điểm tế bào nấm men
2.2. Phương pháp pha loãng
2.3. Phương pháp đếm mật số
2.4. Xác định độ rượu bằng phương pháp chưng cất
PHỤ LỤC 3. BẢNG KẾT QUẢ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC 4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

iv

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1.Tóm tắt thành phần chất khô có trong tế bào nấm men..................................... 6
Bảng 2. Nguồn phân lập và địa điểm phân lập của các chủng nấm men ..................... 25
Bảng 3. Đặc điểm hình thái, khả năng phân giải urea và gelatin của các chủng nấm
men ................................................................................................................... 26
Bảng 4. Chiều cao cột khí CO2 trong ống Durham lên men đường maltose ................ 30
Bảng 5. Chiều cao cột khí CO2 trong ống Durham lên men đường saccharose ........... 31
Bảng 6. Chiều cao cột khí CO2 trong ống Durham lên men đường glucose ................ 33
Bảng 7. Sự phát triển của những chủng nấm men trên môi trường có bổ sung nồng độ
ethanol khác nhau. ............................................................................................. 35
Bảng 8. Sự phát triển của những chủng nấm men ở các nhiệt độ ủ ............................. 37
Bảng 9. Kết quả lên men ở 30°C ................................................................................ 38
Bảng 10. Kết quả lên men ở các mức nhiệt độ ........................................................... 39

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

v

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Trang

Hình 1. Cây mía ........................................................................................................... 3
Hình 2. Tế bào nấm men dưới kính hiển vi điện tử ...................................................... 5
Hình 3. Quá trình chuyển hóa đường thành ethanol .................................................... 9
Hình 4. Nấm men Kluyveromyces marxianus ............................................................. 14
Hình 5. Nấm men Kluyveromyces lactis ..................................................................... 14
Hình 6. Nấm men Saccharomyces cerevisiae ............................................................. 15
Hình 7. Nấm men Candida spp. ................................................................................. 16
Hình 8. Sơ đồ bố trí phân lập nấm men từ mía ........................................................... 19
Hình 9. Một số hình dạng đặc trưng của tế bào nấm men phân lập được .................... 28
Hình 10. Những chủng nấm men phát triển ở môi trường bổ sung 12% ethanol ......... 36
Hình 11. Khuẩn lạc chủng D-VL (2) sau khi ủ 4 ngày ở nhiệt độ 45°C ...................... 38
Hình 12. Biểu đồ độ cồn (ở 20°C) của 8 chủng nấm men ở 30°C ............................... 39
Hình 13. Biểu đồ độ cồn (ở 20°C) của 3 chủng nấm men ở các mức nhiệt độ ............ 40
Hình 14. Một số thiết bị, máy móc trong phòng thí nghiệm .................................... PL1
Hình 15. Khuẩn lạc và tế bào của 39 chủng NM dưới kính hiển vi (E100) .............. PL1
Hình 16. Kết quả urea dương tính của chủng D-CT2 (2) ......................................... PL1
Hình 17. Kết quả gelatine dương tính (a)-chủng D-CT1 (4) và (b)-chủng D-CT2 (2)
............................................................................................................................... PL1

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

vi

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
NM

Nấm men

YPD

Môi trường Yeast extract, D(+)-Glucose và peptone.

CFU

Colony Forming Unit

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

vii

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Ethanol là một trong những hợp chất hữu cơ có nhiều ứng dụng nhất trong đời
sống cũng như trong công nghiệp. Tuỳ theo nồng độ, nó được sử dụng như thức uống,
chất sát trùng, chất chống đông,…và là một chất trung gian trong sản xuất các hoá chất
như acetaldehyde, acid acetic, ethyl acetate,… Bên cạnh đó, ethanol còn là một nguyên

liệu thô chủ yếu trong quá trình sản xuất dược phẩm, nhựa, sơn mài, nước hoa và mỹ
phẩm.
Hiện nay, nhu cầu về ethanol công nghiệp với độ tinh sạch cao ngày càng cấp
thiết, bởi ethanol đã được chứng minh là một loại nhiên liệu sinh học có tiềm năng
thay thế những nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt (Alfenore et al., 2002).
Có thể pha trộn hợp lý một lượng vừa phải ethanol với xăng để làm nhiên liệu nhằm
tăng tính thân thiện với môi trường đồng thời hạ giá thành. Để giảm chi phí sản xuất
thì việc tận dụng các nguồn nguyên liệu rẻ tiền từ phế phẩm nông nghiệp là giải pháp
đang được quan tâm.
Lên men ethanol ở nhiệt độ cao là chìa khoá cần thiết cho việc sản xuất ethanol
có hiệu quả ở các quốc gia nhiệt đới, nơi mà nhiệt độ trung bình trong năm luôn ở mức
rất cao. Những ích lợi của quá trình lên men mạnh ở nhiệt độ cao không chỉ giảm tạp
nhiễm mà cũng giảm được chi phí làm mát. Để đạt được quá trình lên men ở nhiệt độ
cao, cần có những chủng nấm men lên men hiệu quả, có khả năng chịu nhiệt cao
(Limtong et al., 2009).
Sức ép từ khủng hoảng dầu mỏ và nhu cầu năng lượng ngày nay luôn là vấn đề
nan giải của bất cứ quốc gia nào trên thế giới. Mỹ và Brazil đã thành công trong việc
sản xuất ethanol từ nguồn sinh học là bắp và mía. Điều này đã khích lệ các nước khác
đầu tư nghiên cứu vào lĩnh vực nhiên liệu sinh học. Ở Việt Nam, mía là cây công
nghiệp quan trọng trong nền kinh tế nông nghiêp quốc gia, được trồng rất phổ biến đặc
biệt ở các tỉnh đồng bằng. Mía, với sự đa dạng về chủng loại và là nguồn phân lập
nhiều chủng nấm men mới, đã trở thành nguồn nguyên liệu mới của quá trình lên men
ethanol.
Vì vậy, đề tài “Phân lập và tuyển chọn nấm men chịu nhiệt từ mía và đất trồng
mía” được thực hiện.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

1

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

1.2. Mục tiêu đề tài
Phân lập và tuyển chọn được các chủng nấm men có khả năng chịu được nhiệt độ
cao đồng thời có khả năng lên men ethanol từ nguồn nguyên liệu là mía và đất trồng
mía, được thu mua ở một số tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

2

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Mía
Mía là tên gọi chung của một số loài trong chi Mía (Saccharum), bên cạnh các
loài lau, lách. Chúng là các loại cỏ sống lâu năm, thuộc Andropogoneae của họ Hòa
thảo (Poaceae), là loài bản địa khu vực nhiệt đới và ôn đới ấm. Chúng có thân to mập,
chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2-6 m. Tất cả các dạng mía đường được trồng ngày
nay đều là các dạng lai ghép nội chi phức tạp. Chúng được trồng để thu hoạch nhằm

sản xuất đường.

Hình 1. Cây mía
(*Nguồn: ngày 6/12/2014)

Trên cây mía, thông thường phần ngọn sẽ nhạt hơn phần gốc (trong chiết nước
mía). Đó là đặc điểm chung của thực vật: chất dinh dưỡng (ở đây là hàm lượng đường)
được tập trung nhiều ở phần gốc vừa để nuôi dưỡng cây vừa để dự trữ. Đồng thời, do
sự bốc hơi nước của lá mía, nên phần ngọn cây lúc nào cũng phải được cung cấp nước
đầy đủ để cung cấp cho lá, gây ra hàm lượng nước trong tỷ lệ đường/nước phần ngọn
sẽ nhiều hơn phần gốc, làm cho ngọn cây mía nhạt hơn.
Thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch đó chứa khoảng 16-18%
đường. Vào thời kỳ mía chín, mía được thu hoạch và ép lấy nước. Từ nước dịch mía
được chế lọc và cô đặc thành đường. Có hai phương pháp chế biến bằng thủ công thì
có các dạng đường đen, mật, đường hoa mai. Nếu chế biến qua các nhà máy sau khi
lọc và bằng phương pháp ly tâm, sẽ được các loại đường kết tinh, tinh khiết.
Chuyên ngành Vi Sinh vật học

3

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

Ngoài sản phẩm chính là đường, những phụ phẩm chính của cây mía bao gồm:
- Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép. Trong bã mía chứa trung bình
49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose), 2,5% là chất hoà tan

(đường). Bã mía có thể dùng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván
dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp.
Trong tương lai, khi mà nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi từ cây rừng giảm đi
thì mía là nguyên liệu quan trọng để thay thế.
- Mật rỉ chiếm 3-5% trọng lượng đem ép. Thành phần mật rỉ trung bình chứa
20% nước, đường saccharose 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp 1%, bột
4% trọng lượng riêng. Từ mật rỉ cho lên men chưng cất rượu rum, với kỹ thuật sản
xuất hiện đại của thế kỷ 21, một ha có thể sản xuất 7.000-8.000 lít cồn để làm nhiên
liệu. Vì vậy, khi mà nguồn nhiên liệu lỏng ngày càng cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến
việc thay thế năng lượng của thế kỷ 21 là lấy từ mía để sản xuất men các loại. Một tấn
mật rỉ cho một tấn men khô hoặc các loại acid acetic, hoặc có thể sản xuất được 300 lít
tinh dầu và 3.800 lít rượu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản xuất ra 35-50 lít cồn
96%. Bùn lọc chiếm 1,5-3,0% trọng lượng mía đem ép. Đây là sản phẩm cặn bã còn
lại sau khi chế biến đường. Trong bùn lọc chứa 0,5% N, 3% protein thô và một lượng
lớn chất hữu cơ. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi
đánh giầy,... Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt.
Theo ước tính giá trị các sản phẩm, phụ phẩm còn cao hơn 2-3 lần sản phẩm
chính là đường.
Mía còn là loại cây có tác dụng bảo vệ đất rất tốt. Mía thường trồng từ tháng 10
đến tháng 2 hàng năm là lúc lượng mưa rất thấp. Đến mùa mưa, mía được 4-5 tháng
tuổi, bộ lá đã giao nhau thành thảm lá xanh dày, diện tích lá gấp 4-5 lần diện tích đất
làm cho mưa không thể rơi trực tiếp xuống mặt đất có tác dụng tránh xói mòn đất cho
các vùng đồi trung du. Hơn nữa, mía là cây rễ chùm và phát triển mạnh trong tầng đất
từ 0-60 cm. Một ha mía tốt có thể có 13-15 tấn rễ, sau khi thu hoạch bộ rễ để lại trong
đất cùng với bộ lá là chất hữu cơ quý làm tăng độ phì của đất.
2.2. Nấm men
Nấm men là loài nấm đơn bào. Chúng phân bố rộng rãi trong thiên nhiên, nhất là
các môi trường có chứa đường, pH thấp như trong hoa quả, mật mía, rỉ đường, mật
ong, trong đất trồng ruộng mía, đất vườn cây ăn quả, trong các đất có nhiễm dầu mỏ.
Chuyên ngành Vi Sinh vật học

4

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

Nhiều loài nấm men có khả năng lên men bia rượu. Từ lâu người ta đã biết sử dụng
nấm men để sản xuất rượu bia. Nấm men sinh sôi nhanh, tế bào chứa nhiểu vitamin,
acid amin không thể thay thế, hàm lượng protein chiếm 50% trọng lượng khô của tế
bào nên nhiều loại nấm men còn được sử dụng để sản xuất protein. Ngoài ra, nấm men
còn được sử dụng trong công nghệ sản xuất nấm men có hại gây bệnh cho người và gia
súc, làm hư hại lương thực, thực phẩm.

Hình 2. Tế bào nấm men dưới kình hiển vi điện tử
(*Nguồn: Nguyễn Lân Dũng và Đào Thị Lương, 2006)

2.2.1. Hình dạng kích thước của nấm men
Đặc điểm hình thái khuẩn lạc: do cấu tạo đơn bào nên chúng tạo ra các dạng
khuẩn lạc có những đặc trưng như: hình dạng khuẩn lạc thường tròn, không đều hoặc
hình thoi, bìa của khuẩn lạc thường là bìa nguyên, chia thùy, gợn sóng hoặc răng cưa.
Hình dạng tế bào: Nấm men thường có dạng hình cầu, hình quả chanh yên, hình
oval hay hình trứng (Trần Liên Hà, 2007). Nó có thể thay đổi trong các giai đoạn phát
triển và điều kiện môi trường xung quanh, hay nói cách khác là nó phụ thuộc vào tuổi
và điều kiện môi trường nuôi cấy. Hình dạng của nó không thay đổi chỉ ở các giống
nuôi cấy khi còn trẻ trong các môi trường dinh dưỡng tiêu chuẩn (Lương Đức Phẩm,
2009). Chúng hầu hết tồn tại ở dạng đơn bào, một số loài nấm men như Endomycopsis,

Candida có tế bào hình dài nối với nhau thành những sợi gọi là khuẩn ty hay khuẩn ty
giả (Nguyễn Đức Lượng, 2004).
Kích thước tế bào: Tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn với chiều rộng
3-8 µm, chiều dài 5-14 µm (Trần Liên Hà, 2007). Loài nấm men thường được sử dụng
và sản xuất rượu bia là Saccharomyces cerevisiae có chiều dài 2,5-10 µm, chiều rộng
4,5-21 µm. Thời gian thế hệ khoảng 20 phút.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

5

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

2.2.2. Cấu tạo của tế bào nấm men
Tế bào nấm men cũng như nhiều loại tế bào khác được cấu tạo chủ yếu từ các
phần cơ bản sau:
- Thành tế bào: thành tế bào nấm men dày khoảng 25 nm, chiếm 15-30% trọng
lượng khô của tế bào nấm men, được cấu tạo chủ yếu từ glucan (60% khối lượng thành
tế bào), manoprotein, chitin và một lượng nhỏ lipid.
- Màng nguyên sinh chất: màng nguyên sinh chất có 3 tầng kết cấu khác nhau,
được cấu tạo chủ yếu từ protein (50% khối lượng khô), phần còn lại là lipid và một số
polysaccharide (Nguyễn Lân Dũng, 1999).
- Chất nguyên sinh: chất nguyên sinh của nấm men cũng tương tự như chất

nguyên sinh của vi khuẩn, thành phần chủ yếu là nước, protein, glucid, lipid, enzyme.

- Nhân tế bào: nhân tế bào nấm men là nhân điển hình có màng nhân, bên trong
là dịch nhân có chứa hạch nhân. Nhân tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có
chứa 17 đôi nhiễm sắc thể.
Bảng 1. Tóm tắt thành phần chất khô trong tế bào nấm men
Thành phần (%)
49,8
12,4
6,7
0,09
2,34
0,04
0,42
0,38
0,035
3,54

Các chất
Carbon
Nitơ
Hydro
P2O5
K2O
SO3
Na2O
SiO2
CaO
Fe2O3
MgO

(*Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2004)

2.2.3. Sự sinh sản của nấm men
Trong điều kiện môi trường thuận lợi, nấm men thường sinh sản vô tính bằng
cách nẩy chồi hay phân đôi. Trong sinh sản bằng cách nẩy chồi, đầu tiên hạch dày ra
rồi bắt đầu thắt lại ở chính giữa. Tế bào mẹ bắt đầu phát triển một chồi con và chất
nguyên sinh từ tế bào mẹ chuyển sang tế bào con. Chồi con lớn dần, khi chồi lớn dần,
khi chồi con gần bằng chồi mẹ thì nó được tách ra và sống độc lập. Ở nơi chồi con tách
ra khỏi chồi mẹ, sẽ không bao giờ tạo ra chồi mới mà nó sẽ tạo ra một vết sẹo. Một tế
Chuyên ngành Vi Sinh vật học

6

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

bào mẹ tạo một lúc được một chồi con, có thể tạo một lúc được hai hay nhiều chồi con
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).
Trong điều kiện môi trường không thuận lợi, nấm men cũng có khả năng sinh sản
hữu tính. Trong sinh sản hữu tính, tế bào lưỡng bội (2n) sau quá trình giảm phân sẽ
thành lập bào tử túi. Bào tử túi thường có hình dạng khác nhau như : hình cầu, hình
bầu dục, vỏ nhẫn có màu hoặc vỏ xù xì không màu. Trong bào tử túi có chứa 4 bào tử
đơn bội (9n) bao gồm 2 bào tử mang gen a và hai loại bào tử mang gen α, các bào tử
mang gen a và gen α này sẽ tiếp hợp để trở thành bào tử tiếp hợp lưỡng bội trước khi
nảy mầm. Tuy nhiên, ở một số giống như Schizosaccharomyces thì túi bào tử có chứa
8 bào tử, các bào tử đơn bội có thể nảy mầm và phát triển thành các tế bào sinh dưỡng
đơn bội hoặc tiếp hợp để trở thành tế bào sinh dưỡng lưỡng bội (Nout, 1999). Nhờ đó

mà các nấm men có khả năng sống sót trong điều khiện môi trường không thuận lợi.
2.2.4. Sự phát triển của tế bào nấm men
Nấm men là các vi sinh vật dị dưỡng vì chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ làm
nguồn cung cấp năng lượng cho sự sinh trưởng và phát triển một số nguồn dinh dưỡng
cần cho sự phát triển của nấm men.
- Nguồn carbon: nấm men hấp thụ tốt các loại đường như D-glucose, fructose,
sucrose, maltose,... sự biến dưỡng các chất đường này được thực hiện bởi quá trình
đường phân, tiếp theo bởi chu trình Krebs trong điều kiện khác, sự biến dưỡng được
thực hiện qua lộ trình pentose-phosphate và lộ trình Entner-Doudoroof, tiếp theo bởi
sự hô hấp hiếu khí hoặc sự lên men yếm khí.
- Nguồn nitơ: nấm men không có enzyme ngoại bào để phân giải protein nên
không thề phân cắt albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hoà tan, có
thể là đạm hữu cơ hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pentose, urea.
Đạm hữu cơ là các muối amon khử nitrate, sulfate,...
Ngoài ra, nấm men còn cần được cung cấp các acid amin để xây dựng protein và
các tế bào mới, chúng cần các vitamin và khoáng để sản xuất enzyme (Nguyễn Công
Hà, 2000).
- Phospho tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin, enzyme.
- Magie và Mangan: tham gia vào quá nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
- Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quy trình khác.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

7

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

- Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham
gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphoryl hoá của acid pyruvic.
Nấm men có thể tồn tại được trong điều kiện hiếu khí lẫn kỵ khí với khoảng nhiệt
độ tương đối rộng và pH acid thích hợp cho sự phát triển của nấm men.
2.3. Lên men ethanol và vai trò của lên men ethanol
2.3.1. Lên men ethanol
Lên men ethanol là quá trình chuyển hóa đường thành ethanol được thực hiện bởi
nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau nhưng chủ yếu là nấm men. Trong công nhiệp cồn,
bia, rượu, các loại nước uống có cồn, người ta thường sử dụng nấm men
Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Kluyveromyces trong quá
trình lên men ethanol.
Phản ứng hoá học tổng quát có thể viết tóm tắt như sau:
(C6H10O5)n + nH2O
Tinh bột

nC6H12O6
glucose

C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

Glucose

ethanol

Hiện nay trên thế giới, nguyên liệu chứa đường và tinh bột được sử dụng phổ
biến do chi phí sản xuất thấp. Nguyên liệu lên men ethanol có thể chia thành 3 nhóm:

- Các cơ chất giàu đường như: rỉ đường, nước mía, củ cải đường, nước trái cây
chính,... Sự lên men rượu xảy ra trực tiếp từ các nguyên liệu này và không cần xử lý.
- Tinh bột từ các loại ngũ cốc như: lúa mì, gạo, ngô,... và các loại củ như khoai
tây, sắn,... Ngũ cốc là nguồn nguyên liệu lớn từ trồng trọt, nhưng trước khi lên men
phải được thuỷ phân thành glucose, rồi mới lên men đường glucose thành ethanol.
- Phức hợp lignocellulose từ gỗ, phế thải nông, lâm nghiệp, giấy in báo,… Đây là
nguồn nguyên liệu dồi dào nhất trên trái đất từ sinh khối thực vật, nhưng việc xử lý
phân cắt cellulose thành glucose khó khăn và tốn kém nhiều hơn nhiều.
Công nghệ gen tạo được chủng nấm men S. cerevisiae lên men cả đường xylose
và nó làm tăng 40% sản lượng cồn khi lên men dịch thuỷ phân rơm rạ, bẹ ngô.
Quá trình lên men đường thành ethanol bằng nấm men có vai trò quan trọng đối
với nhiều quy trình được sử dụng trong ngành công nghiệp. Các chủng nấm men được

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

8

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

quan tâm gồm có S. cerevisiae, S. uverum (carlsbergensis) và Kluyveromyces. Bên
cạnh sản phẩm phụ của quá trình lên men (thường là glycerol) tiêu thụ lên đến 4-5%
trong tổng số cơ chất. Nếu giới hạn được những phản ứng này, kết quả sẽ có thêm
2,7% sản lượng ethanol thu được từ cơ chất (Roehr, 2001).
2.3.2. Cơ chế của quá trình lên men
Quá trình lên men gồm 2 giai đoạn chính:

- Tăng sinh khối nấm men: tế bào nấm men phát triển và tăng sinh khối, giai
đoạn này cần sự hiện diện của oxy.
- Lên men chuyển hoá đường thành rượu: quá trình này xảy ra dưới điều kiện kỵ
khí theo sơ đồ Hình 3.

2ATP

Glucose

2CO2
2 Acetaldehyde

2 Pyruvate

Pyruvate
Decarboxylate
2NADH +2H+

Alcohol
dehydrogen
ase
2 Ethanol

Hình 3. Quá trình chuyển hóa đường thành ethanol (Norr et al., 2003)
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
2.3.3.1. Ảnh hưởng của ethanol
Mặc dù ethanol là sản phẩm chính của sự lên men rượu từ đường, nhưng ở một
nồng độ nào đó thì ethanol sẽ ức chế quá trình lên men (Casey, 1986) vì:
- Ethanol làm thay đổi cấu trúc của màng nguyên sinh chất. Ethanol làm yếu cấu
trúc mạng lưới của phân tử nước, từ đó làm giảm độ bền của tương tác kỵ nước và

khoảng cách của tương tác Van der Walls ở bên trong màng. Ngoài ra, ethanol còn làm
thay đổi thành phần cấu tạo màng tế bào. Sự thay đổi này bao gồm: sự gia tăng tỷ lệ
của acid béo C18:1 với sự giảm tương ứng của C16:0, giảm một lượng lớn
phosphatidylethanolamine dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ của acid phospholipid
(phosphatidyglycerol và cardiolipin). Nếu trong môi trường nuôi cấy có bổ sung acid

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

9

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

béo không bão hòa và sterol thì sẽ làm tăng khả năng chịu đựng độ cồn cho nấm men
(Tony D’amore, 1987).
- Màng nguyên sinh chất là màng bán thấm có thể cho ethanol đi vào và ra khỏi
tế bào, nên khi nấm men thải ethanol ra môi trường bên ngoài thì làm cho nồng độ cơ
chất cao dẫn đến ức chế sự phát triển và khả năng lên men của nấm men.
- Ethanol sẽ ức chế và làm biến tính enzyme glycotylic, ức chế glucose, maltose,
ammonium và sự vận chuyển amino acid (Navarro, 1978).
- Trong quá trình lên men còn có các sản phẩm phụ như: acid hữu cơ, aldehyde,
acid octanoic và acid decanoic. Các sản phẩm phụ này sẽ kết hợp với ethanol do nấm
men sản xuất, kết quả là ức chế sự phát triển của tế bào nấm men (Tony D’amore,
1987).
- Ngô Thị Phương Dung (2009) đã phân lập được 50 dòng nấm men từ viên men
rượu, 9 dòng được chọn để khảo sát khả năng chịu cồn. Kết quả thử khả năng chịu

đựng cồn cho thấy bảy dòng có khả năng chịu độ cồn trong khoảng 5-6% (w/v)
ethanol và hai dòng có khả năng chịu cồn thấp hơn 2,4-3,0% (w/v) ethanol.
2.3.3.2. Ảnh hưởng của yếu tố dinh dưỡng
Nitơ và carbon là yếu tố dinh dưỡng chính trong môi trường lên men. Sự tương
tác lẫn nhau của các chất dinh dưỡng có thể đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất
của nấm men. Các chất bổ sung vào môi trường sinh trưởng có chứa maltose hoặc
glucose cùng với nguồn nitơ như peptone sẽ làm tăng sinh khối và sự sản sinh ethanol
(Helena de Cruz et al., 2003).
2.3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng. Đối với dòng
ưa nhiệt trung bình, thì nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển sinh khối là 35ºC và nhiệt
độ thích hợp cho sự lên men sẽ cao và kéo dài hơn. Nếu làm lạnh dịch đường từ 2022ºC sẽ hạn chế được sự phát triển của tạp khuẩn. Sau 8-10 giờ, nhiệt độ lên men sẽ
tăng lên 28-30ºC. Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh nhưng chủ
yếu là dễ bị nhiễm vi khuẩn lactic và nấm men hoang dại. Ở nhiệt độ 30ºC, nấm men
hoang dại phát triển nhanh gấp 6 đến 8 lần (Nguyễn Đình Thưởng, 2005). Mặt khác,
khi lên men ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhiều este aldehyde và tổn thất rượu theo CO2 sẽ
tăng.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

10

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

2.3.3.4. Ảnh hưởng của pH

Nồng độ ion H+ trong môi trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men,
có khả năng làm thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức độ
thẩm thấu các chất dinh dưỡng và chiều hướng lên men, tạo sản phẩm chính và phụ
khác nhau. Nếu pH trong khoảng 4-5, quá trình lên men rượu bình thường tạo sản
phẩm chính là ethanol, đây là điều kiện cần thiết trong quá trình lên men rượu. Nếu
tăng pH thì dễ bị nhiễm khuẩn, glyxerin sẽ tạo nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu suất
lên men.
2.3.3.5. Ảnh hưởng của khí oxy và carbonic
Nấm men là vi sinh vật vừa yếm khí vừa kỵ khí. Trong điều kiện yếm khí, chúng
lên men đường tạo thành rượu và khí carbonic (CO2). Còn trong điều kiện đầy đủ oxy,
chúng có khả năng oxy hóa đường thành CO2 và H2O, đồng thời sinh sản và phát triển
mạnh. Hàm lượng CO2 hình thành trong quá trình lên men thường hạn chế mạnh sự
sinh sản của nấm men. Trong điều kiện nhiệt độ cao, lượng khí hòa tan trong dung
dịch lên men sẽ giảm xuống, tạo điều kiện kỵ khí cho quá trình lên men của nấm men.
2.3.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men

Nồng độ dịch lên men được xác định bằng khối lượng đường sucrose trong dung
dịch (độ Brix). Nồng độ dịch đường quá cao sẽ làm thay đổi độ nhớt của môi trường,
tăng áp suất và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả là rượu
nhiều sẽ ức chế không những các tạp khuẩn mà cả nấm men. Mặt khác, đường nhiều sẽ
dẫn đến tổn thất hoặc phải kéo dài thời gian lên men. Ngược lại, nếu nồng độ dịch
đường thấp sẽ không kinh tế vì sẽ làm giảm năng suất thiết bị lên men và sẽ tốn hơi
khi chưng cất, tăng tổn thất rượu trong bã rượu và nước thải.
Ngoài các nhân tố trên còn có các nhân tố khác ảnh hưởng đến quá trình lên men
như: thời gian lên men và nồng độ giống chủng. Theo nghiên cứu của Dung (2004) về
khả năng lên men của nấm men trong dịch đường khử cho thấy nhiệt độ 28,3ºC, thời
gian ủ 4 ngày và nồng độ giống chủng 5,5 Log CFU/mL dung dịch đường khử là thích
hợp cho quá trình lên men.
2.3.4. Vai trò của lên men
Nấm men có nhiều ứng dụng quan trọng trong nghiệp thực phẩm như sản xuất

ethanol, bánh mì, rượu vang, bia,... Trong đó, việc ứng dụng nấm men vào quá trình

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

11

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

lên men các sản phẩm nông nghiệp để sản xuất ethanol là vấn đề đáng quan tâm.
Nguồn ethanol giá thành rẻ sẽ đóng góp đáng kể vào việc giải quyết vấn đề về nhiên
liệu và ô nhiễm môi trường.
Trong quá trình lên men, ngoài ethanol, CO2, các sản phẩm khác cũng được tạo
ra như glycerol, ester, acid hữu cơ, aldehyde,... Sự hiện diện của các sản phẩm này phụ
thuộc vào dòng nấm men và điều kiện lên men. Chúng góp phần quan trọng trong việc
tạo nên hương vị đặc trưng cho rượu. Để sản phẩm lên men có tính đặc trưng, thì
chúng cần phải chọn lọc các dòng nấm men thích hợp cho từng sản phẩm.
Trong sản xuất người ta thường lựa chọn các dòng nấm men có tốc độ lên men
nhanh, khả năng chịu được nhiệt độ và nồng độ rượu cao trong môi trường lên men.
Nhằm mục đích rút ngắn quá trình lên men, giảm tạp nhiễm và tiết kiệm nguyên liệu
cũng như thu được sản phẩm có nồng độ rượu cao.
2.4. Nấm men chịu nhiệt và một số dòng quan trọng
2.4.1 Nấm men chịu nhiệt
Ngày nay nấm men được sử dụng trong nhiều quy trình công nghệ như sản xuất
đồ uống có cồn, sinh khối,... một số các sản phẩm được sản xuất thương mại đồng thời
có giá trị công nghệ sinh học (Kurtzman và Fell, 1997). Lên men ethanol ở nhiệt độ

cao là chìa khoá cần thiết cho việc sản xuất ethanol có hiệu quả ở các quốc gia có nhiệt
độ trung bình năm luôn ở mức cao, cần có những chủng nấm men lên men hiệu quả, có
khả năng chịu nhiệt cao (Limtong et al., 2009).
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men.
Arthur và Watson (1976) đã xác định nhiệt độ phát triển của nấm men ưa lạnh
(psychrophilic) trong khoảng 2-20°C; nấm men ưa nhiệt trung bình (mesophilic) là 535°C; nấm men chịu nhiệt (thermotolerant) là 8-42°C; nấm men ưa nhiệt
(thermophilic) là 28-45°C.
Theo Roehr (2001), nấm men chịu nhiệt có một số thuận lợi trong việc sản xuất
ethanol ở điều kiện nhiệt độ cao bao gồm: hoạt động trao đổi chất vẫn tốt và tốc độ lên
men cao tạo ra nhiều sản phẩm; độ tan của oxy và các khí khác trong nước giảm đi khi
nhiệt độ tăng đảm bảo điều kiện kỵ khí cho quá trình lên men của nấm men; độ nhớt
của môi trường giảm khi nhiệt độ tăng nên năng lượng cần thiết cho việc trộn môi
trường được giảm đi, cơ hội bị nhiễm được giảm xuống.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

12

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

Nghiên cứu trong những năm gần đây đưa ra kết quả về chủng nấm men có khả
năng sản xuất ethanol thông qua quá trình lên men hiệu quả ở nhiệt độ cao, khoảng
40ºC. Chủng nấm men NITE BP-283 thuộc loài Kluyveromyces được phân lập bằng
cách nuôi cấy trong một môi trường có chứa đường và nồng độ ethanol cao, nuôi cấy
trong môi trường bổ sung sorbitol 10-100 mM ở 40-49°C. Loài này hứa hẹn nhiều

tiềm năng và đã được nghiên cứu có khả năng phát triển ở 47, 49°C và thậm chí 52°C,
dùng để sản xuất ethanol ở nhiệt độ trên 40°C. Hơn nữa, K. marxianus có tỷ lệ tăng
trưởng cao và khả năng sử dụng nhiều chất nền công nghiệp liên quan như mía, bắp,
nước trái cây, rỉ đường,... (Yamada và Akada, 2008). Bên cạnh đó, quá trình lên men ở
nhiệt độ cao còn có thể kể đến một số loài khác như S. uvarum (S. carlsbergensis) với
khả năng phát triển tối ưu ở mức nhiệt 25-43°C (Lee et al., 1980), loài Candida spp.
với khả năng lên men glucose ở nhiệt độ 40°C (McCracken và Gong, 1982).
Đã có nhiều nghiên cứu thành công trong việc phân lập và chọn lọc nấm men có
khả năng sinh trưởng hoặc lên men ở nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 40°C. Mặt khác, khi
nồng độ gia tăng thì khả năng lên men giảm mạnh là do ảnh hưởng của ethanol. Ueno
et al. (2003) cho rằng nấm men chịu nhiệt có thể lên men trong 24 giờ ở 40°C với
lượng ethanol lớn hơn 6%. Nấm men chịu nhiệt có khả năng cũng như lợi ích, thích
hợp sản xuất cồn công nghiệp (Roehr, 2001).
2.4.2. Một số nấm men chịu nhiệt quan trọng
2.4.2.1. Nấm men Kluyveromyces spp.
Tế bào có hình oval, hình elip và hình trụ kéo dài.

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

13

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường ĐHCT

Hình 4. Nấm men Kluyveromyces marxianus
(*Nguồn: />(ngày 28/02/2014))

Hình 5. Nấm men Kluyveromyces lactis
(*Nguồn: />(ngày 28/02/2014))

Banat et al. (1992) đã phân lập các dòng nấm men chịu nhiệt của loài
Kluyveromyces, K. marxianus có khả năng phát triển và lên men ở nhiệt độ 52°C,
nguồn phân lập từ mẫu đất của nhà máy rượu ở Ấn Độ. Hơn nữa, dòng IMB3 của K.
marxianus có khả năng sinh ethanol ở nhiệt độ 45°C và phát triển trong môi trường
glucose, cellobiose (Barron et al., 1994), sucrose (Fleming et al., 1993) và lactose
(Brady et al.,1994). Brady et al. (1995) cho rằng khi hiệu suất lý thuyết tối đa 83% thì
dòng này tạo ra nồng độ ethanol tối đa 8,5 g/L với glucose 2% (w/v).

Chuyên ngành Vi Sinh vật học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học