khảo sát khả năng lên men và tính chịu nhiệt từ nấm men thương mại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG 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

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN VÀ TÍNH CHỊU NHIỆT
TỪ NẤM MEN THƢƠNG MẠI

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. HUỲNH XUÂN PHONG

LÊ THỊ TRÚC LY
MSSV: 3113726
LỚP: VI SINH VẬT HỌC K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG 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

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG LÊN MEN VÀ TÍNH CHỊU NHIỆT
TỪ NẤM MEN THƢƠNG MẠI

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. HUỲNH XUÂN PHONG

LÊ THỊ TRÚC LY
MSSV: 3113726
LỚP: VI SINH VẬT HỌC K37

Cần Thơ, Tháng 12/2014


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

PHẦN KÝ DUYỆT
--------------------

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Huỳnh Xuân Phong

Lê Thị Trúc Ly

XÉT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG

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

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký tên)

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

LỜI CẢM TẠ
-------------------Em xin chân thành gởi lời cám ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần
Thơ, Ban Giám Đốc Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học, cùng Quý
Thấy, Cô đã tận tâm, tận tình giảng dạy em trong thời gian học tập vừa qua.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của em đến cô PGS.TS. Ngô Thị Phương Dung
đã tạo điều kiện tốt nhất để em thực hiện đề tài và chân thành cảm ơn Thầy ThS.
Huỳnh Xuân Phong – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong thời gian em
thực hiện Luận văn tốt nghiệp. Thầy Phạm Hồng Quang – cố vấn học tập đã chỉ dẫn,
khuyên bảo em trong suốt thời gian em học tập tại trường.
Xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Ngọc Thạnh, Bùi Hoàng Đăng Long – cán
bộ phòng thí nghiệm CNSH Thực Phẩm, anh chị cán bộ các phòng thí nghiệm của
Viện Nghiên Cứu và Phát triển Công Nghệ Sinh học, Trường Đại học Cần Thơ đã hỗ
trợ, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi để em thực hiện đề tài.
Xin ghi ơn gia đình, các anh chị, bạn bè đã động viên giúp đỡ, cũng như hỗ trợ,
chỉ dẫn em trong những tình huống khó khăn khi làm luận văn. Em xin chân thành
cảm ơn tập thể các bạn sinh viên lớp Vi Sinh Vật khóa 37 và các anh chị Cao học đã
nhiệt tình giúp đỡ trong thời gian qua.
Kính chúc Quý Thầy Cô được nhiều sức khỏe, thành đạt trên nhiều lĩnh vực và
luôn có những cống hiến quý báu cho sự nghiệp giáo dục và đào tạo.
Xin chân thành cảm ơn !
Cần Thơ, ngày 21 tháng 12 năm 2014
Sinh viên thự hiện

Lê Thị Trúc Ly

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

TÓM LƢỢC

Đề tài ʻʻKhảo sát khả năng lên men và tính chịu nhiệt từ nấm men thương
mạiʼʼ nhằm khảo sát các đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa, chịu nhiệt và lên
men của 20 chủng nấm men được phân lập từ nguồn nấm men thương mại. Qua
đó sơ tuyển nấm men thông qua hoạt tính lên men, khả năng chịu cồn (3%, 6%,
9%, 12%), khả năng chịu nhiệt (30ºC, 35ºC, 37ºC, 40ºC, 43ºC và 45ºC) và khả
năng sinh ethanol ở nhiệt độ cao (30ºC, 35ºC, 37ºC, 39ºC và 42ºC). Kết quả cho
thấy hình thái nấm men rất đa dạng với 7 dạng tế bào từ 20 chủng phân lập:
hình cầu lớn, oval lớn, oval nhỏ, elip, elip dài, hình trụ, oval dạng chùm. Tuyển
chọn được 3 chủng triển vọng là Ins 3, CT2, TM1có khả năng sinh ethanol nồng
độ cao. Chủng Ins 3, CT2 chịu được nhiệt độ 40ºC, chủng TM1 chịu được 37ºC.
Cả 3 chủng nấm men đều có khả năng lên men cả 3 lọai đường là glucose,
saccharose và maltose trong thời gian rất ngắn (làm đầy chuông Durham 30 mm
trong 10 giờ) và chịu được cồn 12% (v/v). Chủng Ins 3 lên men đạt được độ rượu
6,1 % (v/v) ở 30oC và là chủng có khả năng sinh ethanol cao nhất so với 2 chủng
TM1 và CT2 có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95%. Ở 35ºC và 37ºC, chủng Ins
3 sinh ethanol nồng độ khá cao 5,54% và 4,847% (v/v) và chủng CT2 (5,5067%
và 4,367% v/v) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với chủng TM1 (3,463% và
3,523% v/v) . Nhiệt độ từ 39ºC, nồng độ ethanol sinh ra ở chủng Ins 3 cũng khá
cao 5,043% (v/v) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với 2 chủng CT2 (2,767% v/v)
và TM1 (2,533% v/v).

Từ khóa: chịu cồn, chịu nhiệt, nấm men, sản xuất ethanol công nghiệp.

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

MỤC LỤC
Trang
XÉT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG ...................................................................................i
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................ ii
TÓM LƢỢC ................................................................................................................. iii
MỤC LỤC .....................................................................................................................iv
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................. vii
DANH SÁCH HÌNH .................................................................................................. viii
CÁC TỪ VIẾT TẮT .....................................................................................................ix
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU ........................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu đề tài ..................................................................................................... 3
1.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 3
CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 4
2.1. Một số loại men thƣơng mại .............................................................................. 4
2.1.1. Nấm men bánh mì (baker’s yeast ) ................................................................ 4
2.1.2. Nấm men bia (brewer’s yeast) ....................................................................... 4

2.1.3. Nấm men bia dinh dưỡng (nutritional brewer’s yeast) .................................. 5
2.1.4. Nấm men rượu (distiller”s yeast) ................................................................... 5
2.1.5. Nấm men probiotic (probiotic yeast) ............................................................. 5
2.1.6. Nấm men Torula (Torula yeast) ..................................................................... 6
2.2. Giới thiệu chung về nấm men ............................................................................ 7
2.2.1. Hình dạng và kích thước ................................................................................ 7
2.2.2. Cấu tạo tế bào nấm men ................................................................................. 8
2.2.3. Các quá trình sinh lý của tế bào nấm men ..................................................... 9
2.2.4. Phân lập nấm men ........................................................................................ 12
2.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của nấm men trong điều kiện nuôi
cấy thu sinh khối tế bào.......................................................................................... 12
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

2.2.6. Vai trò và ứng dụng của nấm men ............................................................... 15
2.3. Nấm men chịu nhiệt .......................................................................................... 16
2.4. Một số loài nấm men chịu nhiệt quan trọng................................................... 18
2.4.1. Nấm men Klyveromyces spp. ....................................................................... 18
2.4.2. Nấm men Saccharomyces spp...................................................................... 19
2.4.3. Nấm men Candida spp. ................................................................................ 20
2.5. Lên men ethanol ................................................................................................ 21
2.5.1. Khái quát quá trình lên men ethanol ............................................................ 21

2.5.2. Cơ chế của quá trình lên men ethanol .......................................................... 22
2.5.3. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lên men ethanol ........................ 23
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 27
3.1. Phƣơng tiện nghiên cứu ................................................................................... 27
3.1.1. Thời gian, địa điểm thực hiện ...................................................................... 27
3.1.2. Nguyên liệu .................................................................................................. 27
3.1.3. Hóa chất ....................................................................................................... 27
3.1.4. Dụng cụ, thiết bị ........................................................................................... 27
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 28
3.2.1. Phân lập các chủng nấm men từ nấm men thương mại .............................. 28
3.2.2. Xác định hình thái sinh lý, sinh hóa của các chủng nấm men ..................... 29
3.2.3. Sơ tuyển nấm men có hoạt tính lên men ...................................................... 31
3.2.4. Khảo sát khả năng chịu ethanol của các chủng nấm men ............................ 31
3.2.5. Khảo sát khả năng chịu nhiệt của các chủng nấm men................................ 32
3.2.6. Khảo sát khả năng lên men ethanol của các chủng nấm men ...................... 32
3.2.7. Phương pháp phân tích ................................................................................. 33
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢI LUẬN .............................................................. 34
4.1. Phân lập nấm men ............................................................................................ 34
4.2. Xác định hình thái sinh lý, sinh hóa của các chủng nấm men ...................... 34
4.2.1. Đặc điểm hình thái ....................................................................................... 35
4.2.2. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nấm men ..................................................... 38
4.3. Sơ tuyển hoạt tính lên men............................................................................... 43
4.4. Khả năng chịu ethanol của các chủng nấm men ............................................ 45
4.5. Kết quả chịu nhiệt của các chủng nấm men ................................................... 47

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

4.6. Khả năng lên men ethanol của các chủng nấm men đƣợc tuyển chọn ........ 50
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................. 53
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 53
5.2. Đề Nghị............................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 54
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 61
PHỤ LỤC 1. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM
PHỤ LỤC 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VI SINH
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

vi

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. Thành phần hoá học của nấm men ..................................................................... 9

Bảng 2. Sự hiện diện và ứng dụng của nấm men trong một số thực phẩm,
thức uống có cồn và sản phẩm lên men............................................................ 16
Bảng 3. Những chủng nấm men được khảo sát có khả năng phát triển và sản sinh
ethanol ở nhiệt độ 37ºC đến 45ºC .................................................................... 18
Bảng 4. Tên các chủng nấm men phân bố ở 3 địa điểm thu mẫu .................................. 34
Bảng 5. Đặc điểm hình thái và kích thước của khuẩn lạc và tế bào nấm men .............. 36
Bảng 6. Tổng hợp các dạng tế bào của 20 nấm men phân bố ở 3 địa điểm .................. 37
Bảng 7. Chiều cao cột khí trong ống Durham (mm) lên men đường Saccharose 2% .. 39
Bảng 8. Chiều cao cột khí trong ống Durham (mm) lên men đường Maltose 2% ........ 39
Bảng 9. Tổng hợp các đặc điểm sinh lý, sinh hóa của 20 chủng nấm men ................... 43
Bảng 10. Chiều cao cột khí CO2 (mm) của 20 chủng nấm men theo thời gian lên men
đường glucose 2% ............................................................................................ 44
Bảng 11. Khảo sát khả năng chịu ethanol của 20 chủng nấm men ............................... 45
Bảng 12. Khảo sát khả năng chịu nhiệt của 20 chủng nấm men sau 48 giờ ................. 47
Bảng 13. Chiều cao cột khí CO2 (cm) trong ống Durham của 20 chủng nấm men lên
men đường glucose 2% sau 10 giờ .................................................................. 48
Bảng 14. Đặc tính lên men glucose, chịu ethanol và chịu nhiệt của các chủng nấm
men được tuyển chọn ....................................................................................... 49
Bảng 15. Khả năng lên men của 3 củng nấm men được tuyển chọn ............................ 50

Chuyên ngành Vi sinh vật học

vii

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1. Tế bào nấm men quan sát dưới kính hiển vi điện tử .......................................... 7
Hình 2. Sơ đồ cơ chế lên men ethanol ............................................................................ 9
Hình 3. Nấm men Kluyveromyces lactis ....................................................................... 19
Hình 4. Nấm men saccharomyces cerevisiae ................................................................ 19
Hình 5. Nấm men Candida spp ..................................................................................... 20
Hình 6. Cơ chế lên men glucose của nấm men tạo ethanol và CO2 ............................. 22
Hình 7. Hình dạng khuẩn lạc của một số chủng nấm men ............................................ 35
Hình 8. Hình dạng điển hình của 7 nhóm nấm men ở vật kính X100 ........................... 37
Hình 9. Sự đổi màu môi trường Urea của một số chủng nấm men ............................... 41
Hình 10. Khả năng phân giải gelatine của các chủng nấm men ................................... 42
Hình 11. Khuẩn lạc của một số chủng nấm men chịu cồn ở các nồng độ 0% (A), 3%
(B), 6% (C), 9%(D) và 12% (E) ....................................................................... 46
Hình 12. Khuẩn lạc của một số chủng phát triển ở các mức nhiệt độ 30ºC (A), 35ºC
(B), 37ºC (C) và 40ºC (D) và 7 chủng nấm men phát triển trên 43ºC (E, F, G,
H) ...................................................................................................................... 48
Hình 13. Mối tương quan giữa nhiệt độ và các chủng nấm men lên nồng độ ethanol .. 51

Chuyên ngành Vi sinh vật học

viii

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CÁC TỪ VIẾT TẮT
E. coli

Escherichia coli

Kcal

Kiocalorie

Kg

Kilogam

mL

milliliter

mm

milimeter

µL

microliter

v/v

thể tích/thể tích

w/v

khối lượng/thể tích

YPD agar

Yeast Extract Peptone Dextrose Agar

Chuyên ngành Vi sinh vật học

ix

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Từ xưa, con người đã biết làm ra ethanol (rượu) từ nguồn nguyên liệu là các sản
phẩm nông nghiệp có hàm lượng tinh bột cao bằng phương pháp lên men truyền
thống. Nhìn chung, ethanol rất quan trọng trong đời sống con người, tùy theo nồng độ,
nó được sử dụng vào mục đích khác nhau như thức uống (rượu – lên men truyền thống
được sử dụng như một thức uống mang đậm tính văn hóa), chất sát trùng, chất chống
đông, chất ức chế và là một chất trung gian quan trọng trong sản xuất các hóa chất như
acetaldehyde, acid acetic, ethyl acetate, ethylamine.
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 (Alfenore et al., 2002).

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự lên men tạo ethanol của nấm men.
Vào mùa hè, nhiệt độ ở miền Nam nước ta tăng rất cao, thậm chí trong tương lai nhiệt
độ còn có thể tăng cao hơn nữa do hiện tượng nóng lên toàn cầu. Do đó, việc sản xuất
ethanol sinh học bằng nấm men gặp nhiều khó khăn và thử thách. Chi phí dùng cho
việc làm lạnh rất tốn kém nên việc chọn lọc các chủng nấm men chịu nhiệt có thể giúp
giảm thiểu chi phí, tận dụng được một số thuận lợi khi thực hiện lên men ở nhiệt độ
cao như: độ tan của oxy vào các chất khí khác giảm tạo điều kiện kỵ khí rất tốt, cơ hội
bị nhiễm được giảm thiểu. Nói chung, các chủng nấm men công nghiệp có khả năng
phát triển và lên men ethanol hiệu quả tại các giá trị pH 3,5-6,0 và nhiệt độ khoảng 2830ºC. Nấm men chịu nhiệt có khá nhiều tiềm năng cũng như lợi ích, thích hợp sử dụng
trong sản xuất cồn công nghiệp (Roehr, 2001).
Một số loài nấm men có khả năng lên men mạnh đã được sử dụng trong thực phẩm,
nước giải khát và các ngành công nghiệp lên men (Jacobson và Jolly, 1989). Theo kết
quả nghiên cứu của Ngô Thị Phương Dung (2009) cho thấy nấm men Saccharomyces
cerevisiae có khả năng lên men rượu và có tính chịu đựng độ cồn cao.
Với việc tiêu thụ lượng sản phẩm nấm men hằng ngày, nhu cầu con người tăng
việc sản xuất nấm men cũng dần được sản xuất theo quy mô công nghiệp hiện đại mới
đáp ứng cho con người trên cả thế giới, chất lượng cũng đạt tiêu chuẩn thế giới. Vì
vậy, những mặt hàng nấm men có mặt trên thị trường là các men tốt có lợi sức khỏe

Chuyên ngành Vi sinh vật học

1

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

cho con người, nhưng để hiểu sâu hơn các nhà khoa học vẫn không ngừng tìm tòi,
nghiên cứu để đưa ra chủng nấm men tối ưu nhất, mang đặc tính tốt nhất và quan trọng
là phải chọn được chủng nấm men hoàn toàn ổn định, chịu được những biến đổi của
môi trường (Nguyễn Thanh Hằng, 2005).
Nấm men thương mại hiện nay được chú ý quan tâm nhất là chi
Saccharomyces, đây là chủng nấm men được biết nhiều nhất khi nhắc tới nấm men,
chúng được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm như lên men bia, rượu, sản xuất
bánh mì,… . Một số sản phẩm được sản xuất thương mại, đồng thời có giá trị trong
công nghệ sinh học (Kurtzman và Fell, 1997). Lên men ethanol ở nhiệt độ cao là chìa
khóa 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. 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
độ cao (Limtong et al., 2009).
Để có giống men tối ưu hơn nữa, chịu được môi trường sống khắc nghiệt hơn
nữa nhưng vẫn mang phẩm chất tốt vì thế việc tuyển chọn nấm men có khả năng len
men mạnh, chịu nhiệt và chịu cồn là vấn đề đang được quan tâm và mang tính ứng
dụng thực tiễn cao và mang ý nghĩa quan trọng bước đầu tìm ra chủng nấm men có
khả năng lên men và chịu được nhiệt độ cao. Để đạt được mục tiêu nên đề tài “Khảo
sát khả năng lên men và chịu nhiệt từ nấm men thương mại” được thực hiện.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

2

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

1.2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là phân lập và tuyển chọn được một số chủng
nấm men từ nấm men thương mại có khả năng chịu nhiệt, chịu ethanol, đồng thời có
khả năng lên men tạo ethanol ở nhiệt độ cao.
1.3. Nội dung nghiên cứu
- Phân lập một số chủng nấm men thương mại được bán trên thị trường.
- Khảo sát đặc tính sinh lý, sinh hóa của các chủng nấm men phân lập được.
- Khảo sát khả năng chịu được nhiệt độ cao và nồng độ ethanol cao của các
chủng nấm men phân lập được.
- Khảo sát và so sánh khả năng lên men ethanol của các chủng nấm men phân
lập.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

3

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Một số loại men thƣơng mại
2.1.1. Nấm men bánh mì (baker’s yeast )
Chủng loại nấm men dùng để sản xuất bánh mì thuộc họ Saccharomyces
cerevisiae. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất nấm men là mật rỉ, ngoài ra một số hóa
chất khác sẽ được cung cấp trong quá trình nuôi cấy men để bổ sung các chất dinh

dưỡng mà mật rỉ không đủ. Quá trình nuôi cấy nấm men Saccharomyces là quá trình
hiếu khí vì vậy người ta phải thổi vào bồn lên men một lượng khí rất lớn. Trong quá
trình nuôi cấy nấm men phải kiểm soát lượng mật rỉ nạp vào bồn lên men theo lượng
cồn có trong môi trường lên men. Nếu lượng mật nạp vào nhiều quá nấm men sẽ
không sinh sản mà sẽ thực hiện quá trình lên men tạo ra cồn khiến nồng độ cồn tăng
cao và năng suất men sẽ giảm, nhưng nếu lượng mật nạp vào quá ít nấm men sẽ thiếu
chất dinh dưỡng cho sinh trưởng.
Nấm men bánh mì tươi có khoảng 30-33% chất khô; 40-58% protein; 35-45%
carbohydrate; 4-6% lipid và 5,0-7,5% chất khoáng và một số loại vitamin như vitamin
nhóm B, tiền vitamin D.
Nấm men bánh mì thương phẩm bao gồm các sản phẩm dạng lỏng, dạng
cream, dạng ép và dạng men khô hoạt động và không hoạt động. Men khô dạng hoạt
động gồm các hạt tế bào men sống có năng lực lên men, còn men khô không hoạt động
là dạng men chết, không có năng lực lên men thường dùng làm bột nhào trong quá
trình làm bánh hay tạo hương vị cho bánh. Ngành chăn nuôi cũng sử dụng men khô
dạng không hoạt động để bổ sung protein, lysine và vitamin nhóm B cho động vật nuôi
(Nguyễn Lân Dũng, 1998).
2.1.2. Nấm men bia (brewer’s yeast)
Môi trường nuôi cấy nấm men bia tinh chất thường được sản xuất công nghiệp
để cung cấp cho ngành bia. Hai chủng Saccharomyces được dùng là S. uvarum (trước
đây gọi là S. carlsbergenis) và S. cerevisiae, tuỳ từng kiểu lên men khác nhau (lên men
chìm hay lên men nổi) mà người ta sử dụng các chủng khác nhau và cho ra các loại bia
khác nhau.
Nấm men bia cũng đã được nuôi cấy trên những môi trường đặc biệt để thu sinh
khối giàu protein và vitamin B làm chất bổ sung dinh dưỡng cho người và động vật

Chuyên ngành Vi sinh vật học

4

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

nuôi. Đặc biệt khác với nấm men bánh mì, nấm men bia dinh dưỡng hay Torula, nấm
men bia khá giàu crôm (vi khoáng cần để duy mức đường màu bình thường) và selen
(vi khoáng có vai trò nâng cao năng lực miễn dịch). Vách tế bào nấm men bia còn có
năng lực hấp phụ độc tố nấm mốc rất mạnh; ngày nay sản phẩm này đã được chế biến
thành phụ gia vô hoạt độc tố nấm mốc trong thức ăn chăn nuôi có hiệu quả và đã được
thương mại hoá trên khắp thế giới.
2.1.3. Nấm men bia dinh dƣỡng (nutritional brewer’s yeast)
Nấm men bia dinh dưỡng là những nấm men chết còn lại sau quá trình làm bia.
Sinh khối nấm men thu được từ ngành bia là rất lớn, cứ sản xuất 1.000 lít bia thì thu
được 12 kg nấm men sệt tương ứng với 1,5 kg nấm men khô trong đó chứa khoảng
700 g protein. Hàng năm, sản lượng bia của nước ta đạt khoảng 2,5-3,0 tỷ lít, với sản 3
khử đắng và dùng phương pháp tự phân (xử lý nhiệt 50ºC trong 18 giờ) để phá vỡ vách
tế bào nấm men đã thu được bột sinh khối nấm men có 48% protein và lượng acid
amin tổng số là 36%, dùng làm nguồn bổ sung protein cho gia súc, gia cầm và cá.
Ngoài ra, sinh khối nấm men loại này cũng giầu vitamin nhóm B và chất khoáng như
Ca, P, K, Mg, Cu, Fe, Zn, Mn và Cr.
2.1.4. Nấm men rƣợu (distiller”s yeast)
Nấm men rượu (S. cerevisiae) được dùng để sản xuất rượu và rượu màu như
brandy, whiskey, rum, tequila,… Chúng thường được phân lập từ quá trình lên men bã
quả, mật rỉ của củ cải đường hay mía đường. Sự chọn lọc những chủng này phụ thuộc
vào tính chất mong muốn của sản phẩm như hương vị, sản lượng cồn và những yêu
cầu công nghệ khác. Nấm men rượu cũng có khả năng lên men những cơ chất khác
nhau như gạo, mạch, mì, khoai, sắn,… sau khi tinh bột được thuỷ phân thành đường.

Ngành chăn nuôi nước ta thường sử dụng nấm men rượu ủ vào bột gạo hay bột
khoai mì để nuôi lợn và gia cầm. Lợn ăn hỗn hợp bột ngũ cốc và khoai mì thì trơn
lông, đỏ da, mau lớn và hạn chế được giun sán ký sinh.
2.1.5. Nấm men probiotic (probiotic yeast)
Probiotic là chế phẩm bổ sung tế bào vi khuẩn hay những thành phần của tế bào
vi khuẩn có tác dụng làm cân bằng vi khuẩn đường ruột, nhờ vậy có lợi cho sức khoẻ
động vật.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

5

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Nấm men probiotic, như nấm thuộc chủng S. buolardii, có vai trò ngăn chặn và
hạn chế sừ hoạt động của vi khuẩn bệnh như E. coli, Shigella và Samonella. Đặc biệt
S. buolardii là loại nấm men probiotic an toàn, chịu nhiệt, có năng lực sống trong ống
tiêu hoá, kháng lại kháng sinh, phát triển nhanh trong một thời gian ngắn, không khu
trú lâu dài trong đường ruột và dễ loại bỏ khỏi đường ruột khi không sử dụng. Do
những ưu điểm này mà nấm S. buolardii đã được dùng làm phụ gia probiotic trong
chăn nuôi từ hơn 50 năm nay. Các loại nấm men khác như S. cerevisiaes, Candida
pintolopesii, C. saitoana cũng đã được phép dùng làm phụ gia probiotic và cũng đã
được dùng phổ biến trong chăn nuôi do có những tính chất tương tự như S. buolardii.
2.1.6. Nấm men Torula (Torula yeast)
Nấm men là nguồn protein đơn bào có nhiều ưu thế hơn so với nguồn protein

truyền thống như đỗ tương, thịt và cá. Nó không những giàu protein, thời gian tạo sinh
khối nhanh, liên tục, không phụ thuộc vào thời tiết khí hậu mà còn có thể phát triển
trên những nguyên liệu rẻ tiền như phụ phẩm của ngành mía đường, làm giấy, chế biến
tinh bột và hoa quả,… Ngành chăn nuôi nước ta cần khai thác các thế mạnh này để
giảm bớt những khó khăn về sự khan hiếm hiện nay và trong tương lai các nguồn
protein như khô đỗ tương, bột thịt, bột cá,…
Nấm Torula hay Candida là những sản phẩm chứa Candida utilis đã được sử
dụng trong thức ăn chăn nuôi từ hơn 60 năm nay.
Nấm Candida utilis được nuôi cấy trong môi trường rỉ mật đường hay phụ
phẩm của ngành giấy chứa hỗn đường và chất khoáng. Sau khi nuôi cấy, nấm men
được thu hoạch, rửa, xử lý nhiệt và làm khô. Xử lý nhiệt có vai trò vô hoạt men, tức là
là làm mất năng lực lên men. Sinh khối nấm men chứa hơn 50% protein, giàu lysine,
threonine và acid glutamic, chất khoáng và vitamin (niacine, axit pantothenic và các
vitamin B khác). Sinh khối nấm men Torula có hương vị của thịt đã được dùng làm
phụ gia trong nhiều thực phầm chế biến như gia vị, súp và nước sốt. Nó cũng được
dùng trong thực phẩm của người ăn chay, trẻ nhỏ,…
Sinh khối nấm men Torula là nguồn thức ăn tốt cho gia súc, gia cầm và cá vì
hàm lượng protein cao, protein lại dễ tiêu hoá (tỷ lệ tiêu hoá cao hơn bột thịt xương:
87% so với 70%). Một nghiên cứu cho biết nấm men Torula chiếm 10% trong khẩu
phần của gà con cho năng suất chăn nuôi cao hơn khẩu phần chứa khô đỗ tương và
nấm men bia. Trong một nghiên cứu khác trên cá rô phi giai đoạn cá bột đã thấy một
Chuyên ngành Vi sinh vật học

6

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

hỗn hợp chứa protein thực vật cùng với 30% nấm men Torula có thể thay thế được
65% protein động vật nhưng không ảnh hưởng xấu đến tăng trưởng và tỷ lệ sống của
cá. Đặc biệt hơn, nấm men Torula còn chứa một hàm lượng cao nucleotide tạo cho sản
phẩm có hương vị rất thơm ngon, nhưng hương vị lại dịu, không gắt, do vậy nó không
những là nguồn gia vị thực phẩm của người mà còn là thức ăn tốt cho thú cảnh như
mèo và chó.
2.2. Giới thiệu chung về nấm men
Nấm men là các vi sinh vật chân hạch, hiện tại có khoảng hơn 1.500 loài được
tìm thấy, chiếm khoảng 1% trong tổng số các chủng nấm (Kurtzman và Fell, 2006).
Hầu hết nấm men có cấu tạo đơn bào. Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi. Đặc biệt
chúng có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả. Ngoài ra, chúng có mặt
trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và cả nơi sản xuất rượu vang
(Lương Đức Phẩm, 2006).
2.2.1. Hình dạng và kích thƣớc
* Hình dạng tế bào nấm men
Nấm men có nhiều hình dạng khác nhau, thường có hình cầu, hình elip, hình
trứng, hình bầu dục và cả hình dài. Chúng hầu hết tồn tại dưới dạng đơn bào, một số
loài như Candida albicans không chỉ nẩy chồi mà các tế bào nối lại với nhau tạo thành
khuẩn ty giả và Eremothecium gossypii hình thành khuẩn ty thật (Kurtzman và Piškur,
2006).

Hình 1. Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae quan sát dƣới kính hiển vi
điện tử
(Nguồn: ngày 18/06/20014)

Chuyên ngành Vi sinh vật học

7

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

* Kích thước tế bào
Tế bào nấm men thường có kích thước rất lớn gấp từ 5-10 lần tế bào vi khuẩn.
Kích thước trung bình: chiều dài 9-10 µm, chiều rộng 2-7 µm. Kích thước của tế bào
nấm men thay đổi theo điều kiện nuôi cấy và theo tuổi sinh lý (Nguyễn Đức Lượng,
1996). Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men phổ biến thường được nhắc đến
trong các sản phẩm có quá trình lên men, mà tiêu biểu là trong lên men rượu và bia.
Loài này có kích thước chiều rộng khoảng 2,5-10 µm và chiều dài 4,5-21 µm, thời
gian phát triển của một thế hệ trung bình là 120 phút (Nguyễn Lân Dũng, 1998).
2.2.2. Cấu tạo tế bào nấm men
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), mannoprotein, chitin và một lượng nhỏ lipid. Do glucan là thành phần chính
tạo nên vỏ tế bào nấm men, nên khi glucan bị vỡ do một tác nhân nào đó thì tế bào sẽ
bị vỡ hoàn toàn. Lượng mannoprotein và chitin trong thành tế bào nấm men rất nhỏ,
nên hầu như ít ảnh hưởng đến cấu trúc tổng thể của tế bào nấm men nếu bị tác động.
Tiêu biểu như ở loài Saccharomyces guttulata và Endomycopsis caponlaris lượng
mannoprotein và chitin trong thành tế bào là rất nhỏ, còn ở Nadsonia fulvescen và họ
Schizosaccharomyces hầu như không có mannoprotein và chitin trong thành tế bào
(Lương Đức Phẩm, 2006).
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 ít
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 và
enzyme.
Nhân tế bào: Nhân tế bào nấm men là nhân điển hình, có màng nhân, bên trong
là chất dịch nhân có chứa hạch nhân. Nhân tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae
có chứa 17 đôi nhiễm sắc thể.
Các bào quan và thành phần khác: ty thể, không bào, ribosome,…

Chuyên ngành Vi sinh vật học

8

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Hình 2. Cấu tạo tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae
(*Nguồn: và
ngày 19/06/2014)

2.2.3. Các quá trình sinh lý của tế bào nấm men
* Sinh dƣỡng của nấm men
Cấu tạo của tế bào nấm men thay đổi khác nhau tùy theo loài, độ tuổi và môi
trường sống, nhưng nhìn chung bao gồm:
- Nước: 75-85%
- Chất khô: 15-25%. Trong đó chất khoáng chiếm 2-14% hàm lượng chất khô.
Nấm men cũng như các sinh vật sống khác cần oxy, hydro, carbon, nitơ,

phospho, kali, magiê,…
Bảng 1. Thành phần hóa học của nấm men
Các chất

Thành phần (% chất khô)

Carbon
CaO
Nitơ
Hydro
P2O5
K2O
SO3
MgO
Fe2O3
SiO

49,8
12,4
6,7
3,54
2,34
0,04
0,42
0,38
0,035
0,09

(*Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2003)

- Dinh dưỡng carbon:

Chuyên ngành Vi sinh vật học

9

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Nguồn carbon cung cấp là các loại đường khác nhau: saccharose, maltose,
lactose, glucose,…
Hô hấp hiếu khí: C6H12O6 + 6O2

6CO2 + 6H2O + 674 cal

Hô hấp kỵ khí:
C6H12O6 Lên men 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal
- Dinh dưỡng oxy, hydro: được cung cấp cho tế bào từ nước của môi trường nuôi
cấy hay dịch.
- Dinh dưỡng nitơ:
Nấm men không có men ngoại bào để phân giải protid, nên không thể phân cắt
albumin của môi trường mà phải cung cấp nitơ ở dạng hòa tan, có thể là đạm hữu cơ
hoặc vô cơ. Dạng hữu cơ thường dùng là acid amin, pepton, amid, urea. Đạm vô cơ là
các muối amon khử nitrate, sulfate,…
- Các vitamin và chất khoáng:
Chất khoáng có ảnh hưởng to lớn đến hoạt động sống của nấm men

+ Phospho: có trong thành phần nucleoprotein, polyphosphate của nhiều enzyme
của sản phẩm trung gian của quá trình lên men rượu, chúng tạo ra liên kết có năng
lượng lớn.
+ Lưu huỳnh: tham gia vào thành phần một số acid amin, albumin, vitamin và
enzyme.
+ Magiê: tham gia vào nhiều phản ứng trung gian của sự lên men.
+ Sắt: tham gia vào các thành phần enzyme, sự hô hấp và các quá trình khác.
+ Kali: chứa nhiều trong nấm men, nó thúc đẩy sự phát triển của nấm men, tham
gia vào sự lên men rượu, tạo điều kiện phục hồi phosphorin hóa của acid pyruvic.
+ Mangan: đóng vai trò tương tự như magiê.
* Quá trình sinh trưởng và phát triển
- Sự sinh trưởng:
Trong quá trình nuôi cấy, trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, tế bào nấm men
tăng nhanh về kích thước và đồng thời sinh khối được tích lũy nhiều.
- Sự phát triển:

Chuyên ngành Vi sinh vật học

10

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

Các nấm men sinh sản bằng phương pháp nhân đôi thường cho lượng sinh khối
rất lớn sau một thời gian ngắn. Trong trường hợp sinh sản theo phương pháp này thì
trong dịch nuôi cấy sẽ không có tế bào già. Vì rằng tế bào được phân chia thành hai cứ

như vậy tế bào lúc nào cũng ở trạng thái đang phát triển. Tế bào chỉ già khi môi trường
thiếu chất dinh dưỡng và tế bào không có khả năng sinh sản nữa.
Tuy nhiên đa số nấm men sinh sản bằng phương pháp nẩy chồi nên hiện tượng
phát hiện tế bào già rất rõ. Khi chồi non tách khỏi tế bào mẹ để sống độc lập thì nơi
tách đó trên tế bào mẹ tạo thành một vết sẹo. Vết sẹo này sẽ không có khả năng tạo ra
chồi mới. Cứ như vậy tế bào mẹ sẽ chuyển thành tế bào già theo thời gian.
Để xác định số lượng tế bào nấm men phát triển theo thời gian hiện nay người ta
dùng nhiều phương pháp khác nhau như:
+ Xác định số lượng tế bào bằng phương pháp đếm trực tiếp trên kính hiển vi hay
gián tiếp trên mặt thạch.
+ Đo độ đục của tế bào trong dung dịch nuôi cấy trên cơ sở xây dựng một đồ thị
chuẩn của mật độ tế bào,…
Quá trình sinh trưởng của nấm men trong dịch lên men tĩnh có thể chia làm 5 giai
đoạn:
 Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với môi trường, sinh khối
chưa tăng nhiều.
 Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng nhanh,
kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men.
 Giai đoạn chậm dần: tốc độ sinh trưởng nấm men giảm dần, thành phần dịch
lên men còn lại ít, các sản phẩm lên men được tích tụ nhiều.
 Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men không tăng nữa, tốc độ sinh sản
bằng tốc độ chết.
 Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản rất ít. Cuối cùng, số
lượng tế bào nấm men sống sẽ giảm dần do chúng trở nên già đi, hình dạng tế
bào biến dạng, tế bào chất kết hạt và bắt đầu chết ở pha suy vong (Lương Đức
Phẩm, 2006).

Chuyên ngành Vi sinh vật học

11

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

2.2.4. Phân lập nấm men
Chủ yếu có hai lớp: nấm men thật (Ascomyces) và lớp nấm men giả (Fungi
imporfecti).
 Lớp nấm men thật (lớp Ascomyces – lớp nấm túi): phần lớn nấm men dùng
trong công nghiệp thuộc lớp Ascomyces, đa số thuộc giống Saccharomyces bao gồm
Endomyces và Schizosaccharomyces.
 Lớp nấm men giả (Fungi imporfecti – nấm men bất toàn): Crytococus
(toscula, tornlopsis), Mycoderma, Eandida, Geotrichum (đã được xếp vào lớp nấm
mốc) và Rhodotorula.
* Khóa phân chủng nấm men (Kurtzman và Fell, 1997):
Phân loại các giống nấm men dựa vào một số đặc điểm về hình thái, sinh lý nấm
men: sự nẩy chồi của nấm men, hình dáng nấm men, sự hình thành bào tử, khả năng
lên men các loại đường, khả năng đồng hóa urea.
- Giống Saccharomyces: sinh sản sinh dưỡng: tế bào nẩy chồi nhiều hướng, đôi
khi có khuẩn ty giả. Sinh sản hữu tính: túi khá bền và hình thành trực tiếp từ một tế
bào lưỡng bội. Mỗi túi có chứa 1-4 (ít khi nhiều hơn) bào tử túi hình ô van hoặc tròn
nhẵn. Đặc điểm sinh lý: lên men đường, không hoạt hóa urease.
- Giống Hanseniaspora: sinh sản sinh dưỡng: nẩy chồi ở hai cực hoặc một cực,
có thể có khuẩn ty giả. không tạo khuẩn ty thật. Sinh sản hữu tính: các túi không tiếp
hợp. Mỗi túi chứa 1-4 bào tử túi hình mũ hay hình cầu, nhẵn hay xù xì, có hoặc không
có gờ ở giữa. Đặc điểm sinh lý: lên men đường, không hoạt hóa urea.
2.2.5. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng của nấm men trong điều

kiện nuôi cấy thu sinh khối tế bào
 Môi trƣờng nuôi cấy
Môi trường nuôi cấy thích hợp nhất cho nấm men cần có nguồn hydratcarbon,
nguồn nitơ, phospho, một số nguyên tố vi lượng như K, Na, Mg, Ca và vitamin. Dùng
ngũ cốc làm nguồn nguyên liệu sản xuất sinh khối nấm men rất tốt. Bột hoặc tinh bột
các loại dùng vào mục đích này trước tiên phải thủy phân bằng acid hoặc enzyme của
mầm mạ, của vi sinh vật để biến các polysacharide thành các dạng đường mà nấm men
đồng hóa được. Saccharomyces cerevisiae có khả năng phát triển trên môi trường mà
nguồn carbon duy nhất là tinh bột, phát triển dễ hơn trên môi trường đường với nguồn
Chuyên ngành Vi sinh vật học

12

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

nguyên liệu được nấu chín thì tốt hơn. Một số giống nấm men phân lập từ men thuốc
bắc có khả năng sử dụng cả môi trường đường và môi trường tinh bột hoặc cấy trực
tiếp vào thức ăn sống mà vẫn phát triển tốt. Sau 48 giờ nuôi cấy trên môi trường cám,
số lượng nấm men có thể đạt hàng chục triệu tế bào/mL dịch nuôi cấy.
Môi trường rỉ đường hoặc dung dịch đường được acid hóa với pH = 4, bổ sung
thành phần dinh dưỡng và duy trì nhiệt độ 25-30ºC, lượng sinh khối thu được khoảng
25-50 g/L . Theo phòng vi sinh thuộc Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, từ 1 m3 nước bã
rượu nuôi nấm men có thể thu được 10-15 kg men khô. Môi trường nước chiết giá đậu
cũng được sử dụng để nuôi cấy nấm men do trong đậu chứa hàm lượng protein cao, là
nguồn thức ăn tốt cho nấm men. Ngoài ra, còn có các vitamin A1, B1, B2, C, E, K và

các chất kích thích tố tăng trưởng khác. Tuy nhiên, vitamin C trong nước chiết giá đậu
có thể làm hạn chế sự phát triển của nấm men. Ngoài ra, môi trường thủy phân từ
cellulose thực vật (gỗ, vỏ bào, rơm rạ, lõi ngô, bã mía,…), hay paraffin từ dầu mỏ
cũng có thể sử dụng để nuôi cấy nấm men.
Đặc biệt, nấm men có khả năng sử dụng được môi trường dịch kiềm sulfite
(chất thải của nhà máy giấy), thành phần chủ yếu là đường pentose. Người ta tính được
rằng, khoảng 5 tấn bột cellulose dùng sản xuất giấy sẽ thải một lượng dịch kiềm sulfit
chứa khoảng 180 kg đường. Dịch này hấp thụ nhiều oxy nên khi nuôi cấy nấm men có
thể giảm mức cung cấp oxy tới 60% so với bình thường (Lương Đức Phẩm, 2006).
Hiện nay, môi trường được sử dụng để nuôi cấy nấm men phổ biến nhất vẫn là môi
trường rỉ đường. 90% lượng sinh khối nấm men dùng bổ sung vào thức ăn chăn nuôi
trên thế giới được sản xuất từ rỉ đường mía và củ cải đường. Thành phần chính của
loại nguyên liệu này là saccharose, khoảng 35-40%. Trong đường mía chứa các chất
sinh trưởng (biotin, acid pantotenic, inoic) với hàm lượng lớn, nhưng lại nghèo chất
khoáng và các acid amin. Vì vậy, khi sử dụng đường mía làm nguồn carbon nuôi cấy
nấm men cần phải loại bỏ một phần các chất sinh trưởng, đồng thời bổ sung các muối
khoáng cần thiết và có thể phải thêm hỗn hợp các acid amin dạng protein thủy phân
vào giai đoạn nhân giống. Lượng đường trong môi trường khoảng 2-3%, không nên
nhiều hơn hay ít hơn. Nếu lượng đường cao sẽ vừa lãng phí và vừa tạo ra những sản
phẩm trao đổi chất khác, gây ức chế ngược đến quá trình tạo sinh khối. Nếu lượng
đường quá nhỏ sẽ không đủ nguồn carbon cần thiết cho sự tạo sinh khối. Một điểm
đáng lưu ý là hệ keo và các chất màu có trong mật rỉ. Hệ keo có trong mật rỉ được hình
Chuyên ngành Vi sinh vật học

13

Viện NC & PT Công nghệ sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37 - 2014

Trường Đại Học Cần Thơ

thành bởi protein và pectin, nó thường có độ nhớt cao và làm cản trở quá trình trao đổi
chất của tế bào, gây ra hiện tượng thoái hóa, tế bào sẽ phát triển và sinh sản kém, dẫn
đến hiệu suất sinh khối thu được thấp. Các chất màu có trong rỉ đường như hợp chất
caramen, melanin…sẽ làm sinh khối nấm men có màu sẫm, ảnh hưởng đến cảm quan.
Vì thế, đặc biệt trong sản xuất men bánh mì người ta phải xử lý rỉ đường trước khi
nuôi cấy.
 Nhiệt độ
Mỗi vi sinh vật đều có khoảng nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển
của chúng. Với Saccharomyces cerevisiae, nhiệt độ tối ưu là 28-30ºC, trên 43ºC và
dưới 28ºC thì sự sinh sản của nấm men chậm hoặc ngừng hẳn. Ở 30ºC, nấm men dại
phát triển nhanh hơn S. cerevisiae 2-3 lần, ở 35-38ºC chúng phát triển nhanh hơn 6-8
lần. Ở nhiệt độ cao, hoạt tính của nấm men giảm nhanh; còn ở nhiệt độ thấp khoảng
20-23ºC, hạn chế được mức độ tạp nhiễm và khả năng lên men cao, kéo dài hơn.
 pH
pH của môi trường pH tối ưu cho nấm men khoảng 4,5-5,6. Ở pH = 4, tốc độ
tích luỹ sinh khối giảm, pH = 3,0-3,5 thì sự sinh sản của nấm men ngừng lại.
Mức độ hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào, hoạt động của hệ thống enzyme, sự
sinh tổng hợp protein đều bị ảnh hưởng bởi pH nên chất lượng của nấm men sẽ giảm
đi nếu pH môi trường nằm ngoài khoảng 4,5-5,6. Khi pH được điều chỉnh lên 7 hoặc
cao hơn thì acid acetic được tạo thành từ acetaldehyde dựa vào sự gia tăng hoạt động
của enzyme aldehyde dehydrogenase, glycerol được sản sinh và ức chế sự lên men
(Wang et al., 2001).
 Tốc độ sục khí và khuấy trộn
Trong quá trình nuôi cấy, cần giữ cho dịch men liên tục bão hoà oxy hoà tan.
Ngừng cung cấp oxy trong 15 giây sẽ gây nên tác động âm trên hoạt động sống của tế
bào nấm men. Oxy không khí di chuyển vào tế bào nấm men qua 2 giai đoạn: đầu tiên
oxy được hoà tan vào môi trường nuôi cấy sau đó nấm men mới hấp thụ oxy vào trong

tế bào. Về lý thuyết, cần 1,066 kg (0,764 m3) oxy để oxy hóa 1 kg đường, nhưng thực
tế chỉ 1 phần nhỏ oxy bơm vào là được nấm men sử dụng, phần còn lại bị mất đi do
các quá trình tiếp xúc, nhiệt độ, nồng độ, độ nhớt của môi trường . Khi nuôi cấy nấm

Chuyên ngành Vi sinh vật học

14

Viện NC & PT Công nghệ sinh học