phân lập và tuyển chọn vi khuẩn acid acetic chịu nhiệt từ men rượu và men cơm rượu

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

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH VI SINH VẬT HỌC

PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN VI KHUẨN ACID ACETIC
CHỊU NHIỆT TỪ MEN RƯỢU VÀ MEN CƠM RƯỢU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

PGS.TS. NGÔ THỊ PHƯƠNG DUNG

NGUYỄN THỊ NGỌC MAI
MSSV: 3113727
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 Ngọc Mai

XÉT DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN

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

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LỜI CẢM TẠ
Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ
Sinh học đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện luận văn này.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ cán
bộ và sinh viên trong Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực phẩm. Tôi xin chân thành
cảm ơn cô Ngô Thị Phương Dung, thầy Huỳnh Xuân Phong và thầy Phạm Hồng
Quang đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi. Xin cảm ơn anh Nguyễn Ngọc Thạnh
và anh Bùi Hoàng Đăng Long đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, hỗ trợ tôi hoàn thành
luận văn.
Cảm ơn các bạn Hoàng Anh, Ngọc Giao, Phương Thảo, Hải Yến lớp Vi sinh vật

học K37 và các anh chị học viên cao học, sinh viên phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh
học Thực phẩm đã nhiệt tình động viên, hỗ trợ và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt
quá trình thực hiện luận văn.
Nguyễn Thị Ngọc Mai


Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 37-2014

Trường Đại học Cần Thơ

TÓM TẮT
Acid acetic được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, acid acetic
là một acid hữu cơ được sử dụng rất phổ biến trong quá trình chế biến thực phẩm. Vi
khuẩn acid acetic có ý nghĩa quan trọng trong các quá trình lên men. Đề tài đã phân
lập được 30 chủng vi khuẩn acid acetic (Acetic Acid Bacteria, AAB) từ 14 mẫu men
rượu và men cơm rượu ở 11 tỉnh thành khác nhau. Phân loại thông qua khả năng oxy
hóa acetate cho thấy có 25 chủng thuộc giống Acetobacter và 5 chủng thuộc giống
Gluconobacter. Thử nghiệm khả năng sinh acid trên môi trường có 0,01%
bromocresol green đã sơ tuyển được 15 chủng AAB (B1, MT, Đ1, H1, H2, L6.2, T2,
CA2, CB, C2.2, C3.1, CN, CS, CT1 và CV1) có đường kính vùng sáng trong khoảng
20-46 mm trong 48 giờ ủ ở 30oC. Kết quả thử nghiệm khả năng phát triển ở nồng độ
acid khác nhau cho thấy chủng CN phát triển ở nồng độ acid 3,0%, 3 chủng CB, H2,
C2.2 có khả năng phát triển ở nồng độ acid 2,0%. Kết quả thử nghiệm khả năng chịu
nhiệt trên môi trường YPGD có bổ sung 4% ethanol cho thấy tất cả các chủng đều
phát triển ở nhiệt độ cao từ 43oC và 45oC, 2 chủng B1 và H1 phát triển mạnh ở 45oC.
Thử nghiệm khả năng lên men ở 30oC, 37oC, 38oC và 39oC trên môi trường YPGD bổ
sung 4% ethanol trong điều kiện ủ lắc 150 vòng/phút trong 7 ngày đã tuyển chọn được
2 chủng AAB chịu nhiệt lên men acid acetic, là CN và CB với nồng độ acid acetic là
3,12% và 3,04% (w/v) ở 39oC.
Từ khóa: acid acetic, chịu nhiệt, lên men acid acetic, vi khuẩn acid acetic.

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 TẮT .......................................................................................................................i
MỤC LỤC ..................................................................................................................... ii
DANH SÁCH BẢNG ....................................................................................................iv
DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................................... v
CÁC TỪ VIẾT TẮT .....................................................................................................vi
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu đề tài ..................................................................................................... 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................... 3
2.1. Giới thiệu về acid acetic...................................................................................... 3
2.1.1. Giới thiệu chung acid acetic ........................................................................... 3
2.1.2. Phương pháp sản xuất .................................................................................... 3
2.1.3. Ứng dụng ........................................................................................................ 4
2.2. Tổng quan về quá trình lên men của vi sinh vật .............................................. 6

2.2.1 Bản chất của quá trình lên men ....................................................................... 6
2.2.2. Quá trình lên men acid acetic ......................................................................... 7
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men ............................................... 8
2.3. Vi khuẩn acid acetic ............................................................................................ 8
2.3.1. Giới thiệu vi khuẩn acid acetic....................................................................... 8
2.3.2. Phân loại ......................................................................................................... 9
2.3.3. Vai trò quan trọng của vi khuẩn acid acetic ................................................. 11
2.4. Sơ lược về men rượu và men cơm rượu ......................................................... 12
2.4.1. Men rượu và men cơm rượu ........................................................................ 12
2.4.2. Hệ vi sinh vật trong men rượu và men cơm rượu ........................................ 13
2.4.3. Quy trình sản xuất men rượu và men cơm rượu .......................................... 15
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

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 17
3.1. Phương tiện nghiên cứu ................................................................................... 17
3.1.1. Thời gian và địa điểm ................................................................................. 17
3.1.2. Nguyên liệu .................................................................................................. 17
3.1.3. Thiết bị - dụng cụ và hóa chất ...................................................................... 17
3.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 18
3.2.1. Phân lập các chủng vi khuẩn acid acetic ...................................................... 18
3.2.2. Đặc tính hình thái, sinh lý và sinh hóa các chủng vi khuẩn acid acetic ....... 19

3.2.3. Sơ tuyển các chủng vi khuẩn có khả năng sinh acid acetic ......................... 19
3.2.4. Khảo sát khả năng phát triển ở các nồng độ acid acetic khác nhau ............. 19
3.2.5. Khảo sát khả năng chịu nhiệt của vi khuẩn acid acetic................................ 20
3.2.6. Tuyển chọn chủng vi khuẩn acid acetic chịu nhiệt có khả năng sinh acid
mạnh ....................................................................................................................... 20
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 21
4.1. Phân lập các chủng vi khuẩn acid acetic ........................................................ 21
4.2. Đặc tính hình thái , sinh lý và sinh hóa các chủng vi khuẩn acid acetic ...... 23
4.3. Sơ tuyển các chủng vi khuẩn có khả năng sinh acid acetic........................... 26
4.4. Khả năng phát triển ở các nồng độ acid acetic khác nhau ........................... 27
4.5. Khả năng chịu nhiệt của vi khuẩn acid acetic ................................................ 29
4.6. Tuyển chọn chủng vi khuẩn acid acetic chịu nhiệt có khả năng sinh acid
mạnh .......................................................................................................................... 31
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .................................................................. 36
5.1. Kết luận .............................................................................................................. 36
5.2. Đề nghị ............................................................................................................... 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 37
PHỤ LỤC

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

DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 1: Các mẫu men rượu và men cơm rượu thu thập được ...................................... 17
Bảng 2: Số lượng các chủng vi khuẩn acid acetic phân lập từ men rượu và men
cơm rượu .......................................................................................................... 22
Bảng 3: Kết quả phân loại các chủng AAB ................................................................... 25
Bảng 4: Đặc điểm của 15 chủng AAB được chọn ........................................................ 27
Bảng 5: Kết quả thử nghiệm khả năng phát triển ở các nồng độ acid acetic khác
nhau của 15 chủng AAB .................................................................................. 29
Bảng 6: Kết quả thử nghiệm khả năng chịu nhiệt của 15 chủng AAB ......................... 30

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 HÌNH
Trang
Hình 1: Cấu trúc hóa học của acid acetic ........................................................................ 3
Hình 2: Vi khuẩn Acetobacter aceti .............................................................................. 10
Hình 3: Quy trình sản xuất bánh men thuốc bắc ........................................................... 16
Hình 4: Khuẩn lạc tạo vòng halo trên môi trường (a), môi trường không có
CaCO3 (b) và môi trường đối chứng có CaCO3 (c).......................................... 21
Hình 5: Khuẩn lạc một số chủng AAB .......................................................................... 23

Hình 6: Hình dạng tế bào và nhuộm Gram của một số chủng AAB ............................. 24
Hình 7: Sự biến đổi màu môi trường chỉ thị sau 48 giờ. ............................................... 25
Hình 8: Sự biến đổi màu chỉ thị của một số chủng AAB ở 24 giờ (b) và môi
trường đối chứng (a). ........................................................................................ 26
Hình 9: Thử khả năng phát triển của các chủng AAB ở các nồng độ acid acetic
khác nhau (0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% và 3,0%) ...................................... 28
Hình 10: Thử khả năng chịu nhiệt của các chủng AAB ở các nhiệt độ khác nhau
(30oC, 37oC, 39oC, 41oC, 43oC và 45oC) .......................................................... 30
Hình 11: Sự phát triển của 6 chủng AAB ở 30oC ......................................................... 31
Hình 12: Hàm lượng acid acetic của 6 chủng AAB ở 30oC .......................................... 32
Hình 13: Sự phát triển của 6 chủng AAB ở 37oC ......................................................... 32
Hình 14: Hàm lượng acid acetic của 6 chủng AAB ở 37oC .......................................... 33
Hình 15: Sự phát triển của 4 chủng AAB ở 38oC ......................................................... 33
Hình 16: Hàm lượng acid acetic của 4 chủng AAB ở 38oC .......................................... 34
Hình 17: Sự phát triển của 4 chủng AAB ở 39oC ......................................................... 34
Hình 18: Hàm lượng acid của 4 chủng AAB ở 39oC .................................................... 35

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

CÁC TỪ VIẾT TẮT

AAB

Acetic Acid Bacteria

v/v

Thể tích/Thể tích

w/v

Khối lượng/Thể tích

YPGD

Yeast – Polypeptone – Glycerol – D Glucose

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

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện nay, acid hữu cơ không chỉ ứng dụng trong công nghệ thực phẩm mà còn

ứng dụng nhiều trong công nghiệp như: công nghiệp tổng hợp hữu cơ, công nghiệp
thực phẩm, công nghiệp chế biến mủ cao su,… cho nên nhu cầu ngày càng tăng, đặc
biệt là acid acetic. Acid acetic được dùng nhiều trong sản xuất các sản phẩm như:
giấm, L-sorbose, dihydroxyacetone, D-gluconate, keto-D-gluconates (Matsushita,
2009),… Ở nước ta, việc sản xuất acid acetic chủ yếu chỉ bằng phương pháp truyền
thống với quy mô nhỏ phục vụ cho công nghiệp thực phẩm. Với quy mô này thì không
thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng ở nước ta trong các ngành công nghiệp, nhất
là công nghiệp chế biến mủ cao su.
Acid acetic có thể dùng trực tiếp trong các bữa ăn gọi là giấm ăn. Trong những
nghiên cứu gần đây của nhiều nhà khoa học, giấm có chứa như acid amin, glycerin có
tác dụng làm mềm da, loại bỏ gàu, giảm cân, chữa lành da khô nức nẻ, làm dịu cổ
họng, giảm cháy nắng và ong đốt, tốt cho người bị viêm khớp, giảm nhức do bị sứa
cắn, đau do viêm xoang,… Mới đây, các nhà khoa học Venezuela đã phát hiện thấy
acid acetic có khả năng chống lại vi trùng lao và các vi khẩn kháng thuốc khác (Jim
Sliwa, 2014). Để có được các sản phẩm lên men acid acetic này nhờ vào một nhóm vi
khuẩn gọi chung là vi khuẩn acid acetic (Acetic Acid Bacteria, AAB).
Nguồn nguyên liệu để sản xuất acid acetic rất phong phú như: mật rỉ, nước quả
chín, phấn hoa, men rượu, men cơm rượu và các loại có chứa cellulose như gỗ,…
Men rượu và men cơm rượu là một trong những thành phần chính để sản xuất
rượu cũng như món cơm rượu truyền thống được sử dụng khắp các tỉnh ở Việt Nam.
Hệ vi sinh vật trong men rượu và men cơm rượu đa dạng, ngoài vai trò của nấm men,
nấm mốc trong việc lên men rượu, trong men rượu và men rượu còn chứa một lượng
vi khuẩn acid acetic nhất định.
Trong những năm gần đây, việc gia tăng nhiệt độ toàn cầu làm xã hội có một số
thách thức nghiêm trọng trong việc lên men với quy mô công nghiệp vì những hệ
thống làm lạnh lớn tiêu tốn nhiều năng lượng để giữ ở nhiệt độ tối ưu. Vì vậy, việc
phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn chịu nhiệt lên men acid acetic thu hút nhiều sự
quan tâm vì nó mang lại lợi nhuận rất lớn cho xã hội. Qua đó có thể tiến tới quy trình
sản xuất giấm và các sản phẩm lên men từ AAB ở quy mô công nghiệp mang lại hiệu
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

quả kinh tế cao cho nhà sản xuất, an toàn cho sức khỏe đồng thời giảm giá thành cho
người tiêu dùng. Dựa vào đó mà đề tài “Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn acid acetic
chịu nhiệt từ men rượu và men cơm rượu” được thực hiện nhằm mục đích đa dạng hơn
về nguồn nguyên liệu từ những địa điểm khác nhau, mong muốn phân lập được nhiều
dòng vi khuẩn acid acetic có khả năng chịu nhiệt cao và sinh acid mạnh. Từ đó có thể
định danh sơ bộ các chủng AAB có đặc tính tốt và tiến tới việc sản xuất giống thuần
chủng cung cấp cho các cơ sở sản xuất.
1.2. Mục tiêu đề tài
Đề tài nhằm phân lập và tuyển chọn được vi khuẩn acid acetic chịu nhiệt từ men
rượu và men cơm rượu để lên men acid acetic.
Nội dung thực hiện:
- Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn acid acetic.
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng phát triển và lên men acid acetic.
- Chọn các chủng AAB chịu nhiệt lên men tốt nhất.

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

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về acid acetic
2.1.1. Giới thiệu chung acid acetic
Acid acetic (hay còn gọi là acid ethanoic) là một acid hữu cơ, công thức hóa học
là CH3COOH, khối lượng phân tử của acid acetic là 60 g/mol. Acid acetic là một acid
yếu, thuộc nhóm acid monoprotic.
Acid acetic tan tốt trong nước, ethanol, eter, benzene, acetone và chloroform;
không tan trong CS2. Acid acetic rất bền với các chất oxy hóa như acid chromic và
permanganate. Có khả năng hòa tan cellulose, các hợp chất tương tự cellulose, phân
hủy da, gây bỏng da, ăn mòn nhiều kim loại. Nó có thể hòa tan không chỉ trong các
hợp chất phân cực như các muối vô cơ và các loại đường mà còn có khả năng hòa tan
trong các hợp chất không phân cực, các nguyên tố như lưu huỳnh và iod. Acid acetic
có thể ăn mòn các kim loại như sắt, mangan và kẽm sinh ra khí hydro và các muối kim
loại tương ứng gọi là các muối acetate.

Hình 1: Cấu trúc hóa học của acid acetic
(*Nguồn:Ben Mills, 2009)

2.1.2. Phương pháp sản xuất
Thế kỷ thứ 8, Jabir Ibn Hayyan (Geber) là người đầu tiên cô đặc acid acetic từ
giấm bằng cách chưng cất. Thế kỷ thứ 16, nhà giả kim thuật Đức, Andreá Libavius đã
mô tả cách chưng cất acid acetic dạng tinh thể được bằng cách chưng cất khô các
acetate kim loại nhất định (loại phổ biến nhất là đồng (II) acetate (Cu(CH3COO)2) và
ông đã so sánh acid acetic tạo ra bằng phương pháp này với từ giấm. Sự có mặt của

nước trong giấm đã làm ảnh hưởng đến tính chất của acid acetic mà các nhà hóa học
trong vài thế kỷ đã cho rằng acid acetic dạng tinh thể và acid acetic trong giấm là hai
chất khác nhau. Năm 1917, nhà hóa học người Pháp Pierre Adet đã chứng minh rằng
chúng là một.
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

Năm 1847, nhà hóa học người Đức, Hermann Kolbe lần đầu tiên tổng hợp acid
acetic từ các vật liệu vô cơ. Chuỗi phản ứng này gồm quá trình clor hóa carbon
disulfua (CS2) thành carbon tetraclorua (CCl4), sau đó là quá trình nhiệt phân thành
tetracloruethylen và clo hóa trong nước tạo thành acid tricloracetic (C2HCl3O2) và cuối
cùng là phản ứng oxy hóa khử vô cơ bằng cách điện phân tạo thành acid acetic.
Năm 1910, phần lớn các acid acetic được sản xuất từ sản phẩm trung gian là rượu
chưng cất từ gỗ. Loại rượu này cho tác dụng với canxi hydroxide tạo ra canxi acetate,
sau đó cho canxi acetate tác dụng với acid sulfuric thu được acid acetic.
Acid acetic chủ yếu được sản xuất theo 2 phương pháp sinh học và tổng hợp,
acid sản xuất theo phương pháp sinh học chỉ chiếm khoảng 10% sản lượng thế giới,
khoảng 75% sản xuất ở quy mô công nghiệp theo phương pháp carbonyl hóa
methanol, 15% còn lại sản xuất theo phương pháp khác.
Tổng sản lượng acid acetic ước tính khoảng 5 triệu tấn/năm, khoảng nửa trong số
đó được sản xuất ở Hoa Kỳ. Sản lượng ở châu Âu khoảng 1 triệu tấn/năm và đang
giảm, trong khi đó Nhật Bản sản xuất khoảng 0,7 triệu tấn/năm. Khoảng 1,5 triệu tấn

được tái chế hàng năm, nâng tổng sản lượng trên thị trường thế giới lên 6,5 triệu
tấn/năm.
2.1.3. Ứng dụng
Acid acetic là một chất phản ứng được dùng để sản xuất các hợp chất hóa học.
Lượng sử dụng riêng lẻ lớn nhất là để sản xuất monomer vinyl acetaye, tiếp theo là sản
xuất acetic anhydrite và ester. Lượng acid acetic dùng để sản xuất giấm là rất nhỏ so
với lượng sử dụng trên.
 Ứng dụng trong sản xuất monomer vinyl acetate
Ứng dụng chủ yếu của acid acetic là sản xuất monome vinyl acetate. Ứng dụng
này tiêu thụ khoảng 40% đến 45% sản lượng acid acetic trên thế giới. Phản ứng có sự
tham gia của etylen với oxi và chất xúc tác là palladi.
2 H3C-COOH + 2 C2H4 + O2 → 2 H3C-CO-O-CH=CH2 + 2 H2O
Vinyl acetate có thể được polyme hóa tạo thành polyvinyl acetate hoặc thành
các polyme khác ứng dụng trong sơn và chất kết dính.

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

 Ứng dụng trong sản xuất ester
Các ester chính sản xuất từ acid acetic được sử dụng chủ yếu làm dung môi
cho mực, sơn và chất phủ. Các ester như ethyl acetate, n-butyl acetate, và propyl
acetate, chúng được sản xuất một cách đặc biệt bằng phản ứng có xúc tác từ acid acetic

và rượu tương ứng:
H3C-COOH + HO-R → H3C-CO-O-R + H2O, (R = nhóm ankyl tổng quát)
Tuy nhiên, hầu hết ester acetate được sản xuất từ acetaldehyde bằng phản ứng
Tishchenko. Thêm vào đó, các eter acetate được sử dụng làm các dung môi để loại
bỏ nitrocellulose, sơn acrylic, véc-ni, và chất tẩy gỗ. Đầu tiên, glycol monoete được
tạo ra từ etylene oxit hoặc propylen oxit với rượu, sau đó chúng được ester hóa với
acid acetic. Ba sản phẩm chính là etylen glycol monoetyl eter acetate (EEA), etylen
glycol mono-butyl eter acetate (EBA), và propylen glycol mono-metyl eter acetate
(PMA). Ứng dụng này tiêu thụ khoảng 15% đến 20% sản lượng acid acetic thế giới.
Các eter acetate, ví dụ như EEA, được cho là có hại đối với sức khỏe sinh sản con
người.
 Ứng dụng trong sản xuất acetic anhydryde
Sản phẩm tách phân tử nước từ hai phân tử acid acetic tạo thành một phân tử gọi
là acetic anhydryde. Sản xuất acetic anhydryde trên thế giới là một ứng dụng chính
chiếm khoảng 25% đến 30% sản lượng acid acetic toàn cầu. Acetic anhydryde có thể
được sản xuất trực tiếp bằng carbonyl hóa methanol từ acid, và các nhà máy sản xuất
theo công nghệ Cativa có thể được điều chỉnh để sản xuất anhydryde.
Acetic anhydride là một chất acetyl hóa mạnh. Vì vậy, ứng dụng chính của nó là
tạo cellulose acetate, một chất dệt tổng hợp cũng được dùng trong phim chụp ảnh.
Acetic anhydryde cũng là một chất phản ứng dùng để sản xuất aspirin, heroin và các
hợp chất khác.
 Giấm
Ở dạng giấm, các dung dịch acid acetic (nồng độ khối lượng của acid 4% đến
18%) được dùng trực tiếp làm gia vị, và cũng làm chất trộn rau và trong các thực phẩm
khác. Giấm ăn (table vinegar) thì loãng hơn (4% đến 8%), trong khi loại giấm trộn
thương mại thì nồng độ cao hơn. Lượng acid acetic dùng làm giấm không chiếm tỷ lệ
lớn trên thế giới, nhưng là một ứng dụng nổi tiếng và được dùng từ rất lâu.
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

 Làm dung môi
Acid acetic là một dung môi protic phân cực tốt như đề cập ở trên. Nó thường
được dùng làm dung môi tái kết tinh cho các hợp chất hữu cơ tinh khiết. Acid acetic
tinh khiết được dùng làm dung môi trong việc sản xuất acid terephthalic (TPA), một
nguyên liệu thô để sản xuất polyetylen terephthalate (PET). Năm 2006, khoảng 20%
acid acetic được dùng để sản xuất TPA.
Acid acetic thường được dùng làm dung môi cho các phản ứng liên quan
đến carbocation, như Friedel-Crafts alkylation. Ví dụ, một giai đoạn trong sản
xuất long não tổng hợp thương mại liên quan đến sự tái sắp xếp Wagner-Meerwein của
tạo amfen isobornyl acetate; ở đây acid acetic đóng vai trò vừa là dung môi, vừa
là chất ái nhân để giữ carbocation tái sắp xếp. Acid acetic là dung môi tự chọn
khi giảm một nhóm nitơ aryl tạo anilin bằng cách sử dụng carbon mang palladi.
Acid acetic băng được sử dụng trong hóa phân tích để ước tính các chất có tính
bazơ yếu như các amid hữu cơ. Acid acetic băng có tính bazơ yếu hơn nước, vì vậy
amid ứng xử như một bazơ mạnh trong dung dịch acid trung bình này. Sau đó nó có
thể được chuẩn độ bằng cách sử dụng một dung dịch acid acetic băng của một acid rất
mạnh như acid percloric.
 Ứng dụng trong chế biến mủ cao su
Để chống đông mủ cao su, thường dùng NH3 3%. Sau khi pha loãng và khuấy
trộn mủ với NH3, thường cho thêm vào dung dịch acid acetic 2,5% với lượng là 3,5-10
kg/tấn dung dịch mủ cao su.
2.2. Tổng quan về quá trình lên men của vi sinh vật

2.2.1 Bản chất của quá trình lên men
Công nghệ lên men từ vi sinh vật là công nghệ vi sinh và cũng chính là một trong
các ngành quan trọng của công nghệ sinh học. Công nghệ lên men vi sinh là một quá
trình được ứng dụng nhiều trong sản xuất tạo ra các sản phẩm bằng kỹ thuật lên men
với sự tham gia của các chủng vi sinh vật khác nhau.
Quá trình lên men là một quá trình sinh học diễn ra liên tục, bắt đầu từ khâu tạo
giống nhân giống sinh khối, lên men và thu nhận sản phẩm cuối cùng và các giai đoạn
này có liên quan mật thiết với nhau, ảnh hưởng qua lại lẫn nhau và hàng loạt các sản

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

phản ứng sinh hóa diễn ra với sự tham gia xúc tác của các hệ enzyme vốn được sinh ra
từ các chủng vi sinh vật tham gia trong quá trình.
Bản chất của công nghệ lên men là những phản ứng oxy hóa khử sinh học, oxy
hóa các hợp chất hữu cơ ở cơ thể sinh vật do các hệ enzyme oxy hóa khử cung cấp.
Các quá trình này diễn ra trong điều kiện yếm khí hoặc hiếu khí.
Tùy theo hệ enzyme tham gia vào quá trình lên men và tùy thuộc vào chủng vi
sinh mà người ta chia quá trình lên men thành ba nhóm chính.
- Lên men nhờ vi khuẩn như lên men acetic, lactic, butylic,…
- Lên men nhờ nấm mốc như lên men acid citric, gluconic,…
- Lên men nhờ nấm men như lên men bia, rượu, men bánh mì,…

2.2.2. Quá trình lên men acid acetic
Acid acetic (CH3COOH) có thể thu được bằng phương pháp tổng hợp hóa học và
lên men sinh học. Acid này dùng trong sản xuất chất màu, chất thơm, dung môi hữu
cơ, ướp chua rau củ, chế biến thực phẩm,… Acid acetic dùng trong trực tiếp trong các
bữa ăn gọi là giấm ăn. Đó là sản phẩm lên men acid acetic. Quá trình lên men nhờ một
nhóm vi khuẩn gọi chung là vi khuẩn acid acetic, chúng oxy hóa ethanol thành acid
acetic.
O2

CH3CH2OH + O2

CH3COOH + H2O

Thực chất của quá trình này là sự lên men oxy hóa (oxidative fermentation) gồm
hai phản ứng của 2 enzyme nằm trên màng tế bào của AAB xúc tác là Alcoholdehydrogenase (ADH) và Aldehyde-dehydrogenase (ALDH).
Hydrogen được nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP) nhận và
qua các cytochrome của chuỗi hô hấp được chuyển cho O2 (chấp nhận). Từ trước đến
nay, quá trình lên men acid acetic thuộc lên men hiếu khí nhưng thực chất đây là một
quá trình chuyển hóa: vi sinh vật sử dụng cơ chất ethanol và chuyển thành acid acetic.
Methylenetetrahydrofolate reductase (NADPH2) xuất hiện trong quá trình này có lẽ
được chuyển hóa qua chuỗi hô hấp để thu năng lượng. Quá trình này cũng được coi là
oxy hóa không hoàn toàn. Cơ chất được phân giải không hoàn toàn, trong khi oxy là
chất nhận hydro (Lương Đức Phẩm, 1998).

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

2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
Từ dịch đường bằng phương pháp lên men ta có thể thu được nhiều sản phẩm
khác nhau. Mỗi loại vi sinh vật có thể cho một hoặc nhiều sản phẩm khác nhau tùy
theo điều kiện môi trường hoặc một loại sản phẩm có thể thu được từ nhiều loại vi sinh
vật khác nhau.
Nhìn chung các quá trình lên men dù khác nhau về cơ chế, về điều kiện lên men
nhưng đều có thể bị ảnh hưởng nhất định bởi môi trường.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng. Đối với chủng
ưu nhiệt trung bình, thì nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển sinh khối và lên men là 3032oC. Ở những nhiệt độ không thích hợp, hoạt tính enzyme giảm hẳn và đôi khi xảy ra
hiện tượng lên men phức tạp.
 Ảnh hưởng của pH
Nồng độ ion H+ trong môi trường có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của vi sinh
vật. Chúng 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 cũng như chiều hướng của quá trình lên
men. Đối với vi khuẩn lactic, khi pH nhỏ hơn 4 thì vi khuẩn ngừng hoạt động trong khi
nấm men vẫn hoạt động bình thường và phát triển mạnh.
 Ảnh hưởng nồng độ dịch lên men
Nồng độ dịch lên men là cơ chất của quá trình lên men. Nếu nồng độ đường quá
cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất thẩm thấu và làm mất cân bằng trạng thái sinh lý của
vi sinh vật. Bình thường dịch lên men có nồng độ chất tan từ 16-18% tương đương với
khoảng 15% đường đối với quá trình lên men rượu và khoảng 10% đường đối với quá
trình lên men lactic.
Ngoài các yếu tố trên, lượng oxy cũng ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình lên
men, nó quyết định chiều hướng lên men diễn ra theo kiểu yếm khí hay hiếu khí và do

đó dẫn đến sự tạo thành sản phẩm là khác nhau.
2.3. Vi khuẩn acid acetic
2.3.1. Giới thiệu vi khuẩn acid acetic
Hiện nay người ta đã biết tới hơn 20 loài AAB, những vi khuẩn này dễ tìm thấy
trong không khí, đất và nước. Vì vậy, các dịch nước quả, bia, rượu thấp, dịch
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

đường,… để hở tiếp xúc với không khí dễ bị vẫn đục nhẹ, trên mặt tạo thành 1 lớp
màng mỏng, mịn, màu trắng xám hoặc vàng xám. Đó là do các vi khuẩn acid acetic
phát triển. Trước đây, Pasteur cho rằng quá trình lên men giấm là do một loại vi sinh
vật gây ra và được gọi là Mycoderma aceti. Sau này, người ta biết đó là nhiều loài vi
khuẩn thuộc nhóm Acetobacter hoặc Bacterium.
Vi khuẩn acid acetic là vi khuẩn Gram âm, có thể xếp thành chuỗi dài hay chuỗi
ngắn, có khi đứng riêng lẻ. Là các trực khuẩn, không sinh bào tử.
Ngoài ra, A’ngel et al. (2005) còn phát hiện thêm chủng vi khuẩn Acetobacter có
dạng hình elip, từ đó cho thấy sự đa dạng về hình dạng của loài vi khuẩn này.
Trong môi trường đủ rượu etylic (5-13%) thì sản phẩm chủ yếu là acid acetic,
nếu nồng độ rượu thấp hơn các vi khuẩn acetic oxy hóa triệt để rượu tạo thành CO2 và
nước.
Vi khuẩn acid acetic rất hiếu khí. Tốc độ sinh trưởng của chúng rất nhanh, từ 1 tế
bào sau 12 giờ có thể phát triển thành 17 triệu tế bào. Trong quá trình sinh trưởng và

phát triển chúng tạo thành acid acetic và nồng độ acid thấp lại kích thích sự sinh
trưởng của chúng. Vì vậy, trong sản xuất giấm có thể dùng rượu không cần thanh
trùng được bổ sung một ít acetic để acid hóa môi trường.
2.3.2. Phân loại
Vi khuẩn AAB thuộc Acetobacteraceae và được phân loại thành 10 giống:
Acetobacter, Gluconobacter, Acidomonas, Gluconacetobacter, Asaia, Kozakia,
Swaminathania, Saccharibacter, Neoasaia và Granulibacter (Cleenwerch et al., 2002;
Loganathan và Nair, 2004; Jojima et al., 2004; Greeberg et al., 2006). Tuy nhiên, trong
tài liệu phân loại học Bergey (Holt et al., 1994) chỉ phân loại vi khuẩn AAB thành 3
nhóm chính là Gluconobacter, Acetobacter và Frateuria.
Phân loại vi khuẩn AAB dựa trên các đặc điểm hình thái học và các đặc điểm
sinh lý, sinh hóa được mô tả trong tài liệu phân loại học Bergey: Gram âm, hình que,
có khả năng biến đổi và khi biến đổi, tế bào hình elip đến hình cầu, xuất hiện đơn lẻ,
thành từng cặp hay kết hợp thành chuỗi. Các dạng biến đổi có thể xuất hiện như hình
cầu, thon dài, phình bầu, hình gậy, cong hoặc dạng sợi. Có thể di động nhờ các chiên
mao hoặc không di động. Không hình thành nội bào tử, hiếu khí. Sinh vật tự dưỡng,
catalase dương tính (ngoại trừ A. pasteurianus subsp. paradoxus và A. peroxydans).
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

Oxydase âm tính. Nhiệt độ tối thích 25-30oC. pH tối thích 5-6. Không phân hủy
nitrate, không tạo indole. Oxy hóa ethanol tạo acid acetic ở môi trường có pH trung

tính và acid (pH 4,5). Mol% G+C của DNA trong khoảng 51-65.
 Một số loài vi khuẩn acetic có nhiều ý nghĩa thực tế
Acetobacter aceti: hình que ngắn, không sinh bào tử, thường kết dính nhau thành
chuỗi dài. Tế bào chất được nhuộm bằng iod cho màu vàng. Giống này có thể phát
triển ở nồng độ rượu 11% và tích tụ trong môi trường tới 6% acid acetic. Nhiệt độ tối
thích cho sinh trưởng là 34oC.

Hình 2: Vi khuẩn Acetobacter aceti
(*Nguồn: Becca, 2012)

Acetobacter pasteurianum: Hình que ngắn, tế bào chất nhuộm bằng iod có màu
xanh.
Acetobacter orleaneuse: hình que nhỏ, hai đầu hơi nhọn, phát triển thành màng
mỏng nhưng chắc trên bề mặt dịch nuôi cấy. Tế bào chết nhuộm iod cho màu vàng.
Giống này có thể phát triển ở dung dịch 10-12% rượu và tạo thành được 9,5% acid
acetic.
Acetobacter xylinum: có khả năng tạo thành màng mạnh và đôi khi màng khá
dày. Màng nhuộm bằng iod và acid sulfuric cho màu xanh. Giống này tích tụ được
4,5% acid acetic. Đôi khi loài này được dùng với nấm men để sản xuất đồ uống có độ
rượu thấp.
Acetobacter schiitzenbachii: hình que, tương đối dài kết hợp thành chuỗi, không
sinh bào tử, không chuyển động, Gram âm. Các tế bào giả tạo thành màng chặt nhưng
không chắc. Vì vậy, giống này có thể dùng để sản xuất theo phương pháp chìm và có
thể tạo thành 11,5-12% acid acetic trong dịch nuôi cấy.
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

Acetobacter curvum: có đặc tính tương tự như Acetobacter schiitzenbachii tạo
thành màng chắc, không làm bẩn vỏ bào và làm đục giấm. Nhiệt độ tối thích sinh
trưởng là 35-37oC, còn Acetobacter schiitzenbachii là 28oC.
Acetobacter suboxydans: vi khuẩn này được dùng nhiều trong công nghiệp
vitamin để sản xuất acid ascorbic. Trong lên men nhờ các chủng vi khuẩn suboxydans
acid acetic được tích tụ lại trong môi trường mà không bị oxy hóa tiếp. Các loài có khả
năng oxy hóa cao tiếp tục chuyển hóa acid acetic được xếp vào nhóm peroxydans, như
Acetobacter suboxydans, Acetobacter pasteurianum (Lương Đức Phẩm, 1998).
Các loài của Acetobacter chứa 5 đặc điểm: có mặt catalase, oxy hóa ethanol qua
acid acetic tới CO2 và nước, oxy hóa lactate thành carbonate, oxy hóa glycerol thành
DHP và sự sản sinh acid gluconic từ glucose.
2.3.3. Vai trò quan trọng của vi khuẩn acid acetic
Sản xuất giấm ăn: Trong lên men acetic, cơ chất chủ yếu là ethanol với nồng
độ trên dưới 10% trong môi trường. Có 2 phương pháp lên men acetic:
- Phương pháp nhanh: còn gọi là phương pháp Đức, hiện nay được sử dụng để
sản xuất giấm ăn trên thế giới. Giống được sử dụng là Acetobacter schiitzenbachii và
Acetobacter curvum. Với phương pháp này người ta có thể lên men các thùng gỗ tới
10 m3 chỉ trong 8-10 ngày.
- Phương pháp chậm: còn gọi là phương pháp Orlean hoặc phương pháp Pháp,
giống ở đây được sử dụng là Acetobacter orleaneuse. Phương pháp này hiệu suất thấp
nhưng thích hợp cho công việc làm giấm ở gia đình hoặc sản xuất ở quy mô nhỏ.
Ngoài ra còn phương pháp lên men chìm với chủng vi khẩn Acetobacter
suboxydans (Lương Đức Phẩm, 1998).
Sản xuất thạch dừa: thạch dừa là món ăn thú vị dùng để tráng miệng và được
dùng chung với sirô thêm hương. Thạch dừa được tạo thành bởi sự lên men của vi

khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường nước dừa già và nước cốt dừa loại béo.
Khi vi khuẩn Acetobacter xylinum sống trong môi trường nước dừa thì glucose sẽ kết
hợp với acid béo để tạo thành một chất mầm ở màng tế bào cùng với enzyme. Enzyme
này có thể polymer hóa glucose thành cellulose.
Sản xuất vitamin C: Trong sản xuất vitamin C cần nguyên liệu đầu là Lsorbose. Muốn có sorbose cần phải chuyển hóa từ D-sorbit là một sản phẩm hóa học
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

được biến đổi từ glucose, sự chuyển hóa sorbit thành sorbose phải nhờ vi khuẩn
Acetobacter suboxydans với enzyme xúc tác là sorbit-dehydrogenase. Quá trình
chuyển hóa kéo dài 1-3 ngày và có thể bổ sung sorbit một lần nữa để tổng nồng độ đạt
tới 30%. Hiệu suất chuyển hóa sorbit thành sorbose có thể đạt tới 90% (Lương Đức
Phẩm, 1998).
Một số ứng dụng khác: Màng BC (Bacteria cellulose) thu nhận bằng phương
pháp lên men bề mặt sau 1 ngày. Sau khi xử lý màng thực phẩm BC đạt giá trị cảm
quan, có độ chịu lực cao và không bị biến tính khi xử lý nhiệt. Sử dụng màng BC làm
màng bao xúc xích được đánh giá tốt. Dùng BC làm màng bảo quản dừa tươi giữ
nguyên chất lượng sau 2 tuần bảo quản ở nhiệt độ phòng và 4 tuần bảo quản ở nhiệt độ
mát.
Sử dụng màng BC hấp phụ Bacterionic 200 AU/mL có thể bảo quản 3 ngày thịt
tươi sơ chế tối thiểu ở nhiệt độ mát. Sản phẩm sữa chua uống với nồng độ bột BC
0,5% đạt chất lượng về chỉ tiêu cảm quan, không tách lớp, dung dịch đồng nhất trong

thời gian bảo quản.
Ngoài ra vi khuẩn Acetobacter còn được ứng dụng trong sản xuất nước giải khát,
bánh mì đen,… (Bùi Thị Quỳnh Hoa và Nguyễn Bảo Lộc, 2008).
2.4. Sơ lược về men rượu và men cơm rượu
2.4.1. Men rượu và men cơm rượu
 Men rượu
Ở các nước châu Á, theo truyền thống, người ta hay sử dụng các loại bánh men
để sản xuất rượu từ tinh bột. Các loại bánh men được sản xuất theo phương pháp
truyền thống, về nguyên tắc là giống nhau, nhưng tùy theo đặc điểm khí hậu, nguyên
liệu và sở thích của từng địa phương mà người ta có thể bổ sung vào bánh men một số
thành phần khác.
Hiện nay, ở nước ta có nhiều loại men để sản xuất rượu. Men lá dùng để sản xuất
rượu cần, bánh men thuốc bắc dùng để sản xuất rượu đế, rượu nếp than,…
Trong các loại men đó thì bánh men thuốc bắc được sử dụng phổ biến trong việc
sản xuất rượu đế trong cả nước. Hầu hết ở các địa phương đều có lò sản xuất bánh men
thuốc bắc. Nguyên liệu chủ yếu là bột gạo, nấm men và một số vị thuốc bắc. Các thành
phần này khác nhau ở mỗi cơ sở sản xuất và nó được xem là bí quyết gia truyền. Hiện
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

nay trên thị trường cũng có nhiều loại men thuốc bắc có nguồn gốc xuất xứ từ khắp cả
nước, thuận lợi cho việc lựa chọn loại men phù hợp với điều kiện khí hậu của từng địa

phương để cho chất lượng rượu tốt nhất (Trần Thị Thanh, 2000).
 Men cơm rượu
Men cơm rượu (hay men ngọt) là một loại men thuộc men thuốc bắc có vị ngọt
không phải loại men đắng (thường có kích thước nhỏ hơn viên men làm rượu) dùng để
làm cơm rượu. Khi dùng sản xuất cơm rượu, viên men được giã nhuyễn, tỷ lệ men và
gạo thường thay đổi tùy vào trọng lượng mỗi viên men. Sự tồn tại của nhiều vi sinh vật
trong viên men tạo nên sự cân bằng giữa các quá trình chuyển hóa. Viên men là thành
phần quyết định hương vị và chất lượng của món cơm rượu.
2.4.2. Hệ vi sinh vật trong men rượu và men cơm rượu
Hệ vi sinh vật trong bánh men bào gồm nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. Chúng
được giữ trong bột gạo ở trạng thái khô của bánh men. Lúc này vi sinh vật tồn tại ở
trạng thái nghỉ, các hoạt động sinh lý giảm thiểu. Chúng chỉ hoạt động mạnh khi được
cấy vào nguyên liệu để thực hiện lên men.
 Nấm mốc
Nấm mốc có cấu tạo hình sợi, có sinh bào tử, không có diệp lục tố, không có khả
năng tổng hợp chất hữu cơ mà sử dụng chất hữu cơ có sẵn để sinh sống. Nấm mốc
mọc tốt trong môi trường có nhiều không khí, vì vậy chúng thường phát triển trên bề
mặt cơ chất dưới dạng các nhóm hình sợi lún phún, lớp mạng nhện hay khối bông.
Trong bánh men thuốc bắc, nấm mốc chủ yếu là các chi: Mucor, Aspergillus,
Penicillium, Rhizopus. Trong đó, đặc biệt là loài Mucor rouxii có nhiều đặc tính quý
như: có khả năng chịu nhiệt độ cao 32-35oC, vừa có khả năng đường hóa vừa có khả
năng rượu hóa do trong môi trường lỏng, chúng phân ly thành những tế bào riêng rẽ
giống nấm men. Năm 1998, Lee et al. đã khảo sát hệ vi sinh vật trong viên men rượu
được sản xuất tại Việt Nam, kết quả phân lập được các chủng nấm mốc như: Rhizopus
oryzae, Mucor indicus, Mucor circinilloides, Amylomyces rouxii.
 Nấm men
Nấm men có cấu tạo đơn bào, thường sinh sản bằng hình thức nảy chồi hoặc phân
cắt, một số có thể sinh sản hữu tính bằng bào tử túi. Nhiều loài có khả năng lên men
đường, thích nghi được trong môi trường có nồng độ đường cao, acid cao.
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

Mỗi gam bánh men chứa vài chục triệu đến vài trăm triệu tế bào nấm men. Chúng
gồm 2 giống: Endomycopsis (chủ yếu là Endo fibuligenes) và Saccharomyces (chủ yếu
là Saccharomyces cerevisiae).
Endo fibuligenes là loài nấm men rất giàu enzyme amylase, glucoamylase nên
chúng vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa.
Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men nhiều loại đường như: glucose,
saccharose, maltose, fructose, raffinose, galactose. Đồng thời, chúng có thể lên men ở
nhiệt độ cao (36-40oC) và có khả năng chịu được acid. Đặc điểm này rất thuận lợi
trong trường hợp lên men có sử dụng thuốc sát trùng. Điều quan trọng hơn là có khả
năng lên men nhiều loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn,… với lượng đường trong
dung dịch là 12-14%, có khi 16-18%. Nồng độ rượu cao nhất trong dịch lên men mà
nấm men có thể chịu được là 10-12%. Nhiệt độ lên men thích hợp nhất là 28-32oC.
Ngoài 2 chi nấm men cơ bản trên, trong men viên men còn nhiều loài men dại
khác. Chúng vừa có khả năng thủy phân tinh bột vừa có khả năng chuyển đường thành
rượu, tuy nhiên sự chuyển hóa này thấp. Đặc biệt các loài nấm men dại này chịu được
nhiệt độ rất cao (60-65oC).
 Vi khuẩn
Trong bánh men thuốc bắc có rất nhiều vi khuẩn phát triển, nhưng chủ yếu là vi
khuẩn lactic như Lactobacillus, Streptococcus và vi khuẩn acetic như Acetic aceti,
Acetic suboxydans, vi khuẩn gây thối.

Vi khuẩn sinh sản bằng cách tự nhân đôi, thời gian cho một thế hệ vi khuần thường
ngắn. Một khảo sát khả năng sinh sản của một số chủng vi khuẩn sinh acid lactic trên
môi trường tinh bột ngô ở 30oC cho thấy thời gian pha log khoảng 4-8 giờ, thời gian
cho một thế hệ khoảng 1,2-2 giờ, độ rượu được xem là gây hại cho quá trình sản xuất
rượu.
Thời gian đầu của quá trình lên men. Các vi khuẩn này sẽ phát triển tạo ra pH môi
trường thích hợp cho sự phát triển của nấm men. Tuy nhiên nếu pH quá thấp sẽ ảnh
hưởng xấu đến quá trình lên men. Mặt khác, nếu trong dịch lên men có mặt oxy thì vi
khuẩn acetic sẽ oxy hóa rượu thành acid acetic làm giảm lượng rượu tạo thành.

Chuyên ngành Vi sinh vật học

14

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại học Cần Thơ

2.4.3. Quy trình sản xuất men rượu và men cơm rượu
 Các thành phần chủ yếu của men rượu và men cơm rượu
Bột gạo: Phải chọn nguyên liệu tốt, đặc biệt không được nhiễm vi sinh vật hay côn
trùng vì sẽ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật của bánh men. Có thể sử dụng bột gạo hay bột
nếp với độ ẩm khoảng 11,3%.
Men giống: Sử dụng ở dạng đông khô, gồm 2 chủng chủ yếu là chủng
Saccharomyces và Endomycopsis. Men giống được hoạt hóa bằng nước trước khi cho
vào hòa trộn với bột.
Thuốc bắc: Thành phần hóa học của các vị thuốc bắc có thể chia thành hai nhóm:

nhóm chất độn và nhóm hoạt chất. Nhóm các chất độn bao gồm nước, muối vô cơ,
đường tinh bột, chất béo,… Nhóm hoạt chất gồm acid hữu cơ, acid vô cơ, tinh dầu,
chất béo,… Nhóm này tác động đến hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ hô hấp, hệ vận
động. Ngoài ra một sốa cất như dầu, phenol, ancaloit và một số chất kháng sinh như
cinnamic aldehyde, eugenol, menthol, thymol, vanillin,…
Một số vị thuốc bắc thường dùng trong các bài thuốc bắc làm men rượu và men
cơm rượu có chưa hàm lượng chất kháng sinh thực vật khá cao như quế (tinh dầu quế
chứa 95% cinniamic, aldehyte), đinh hương ( tinh dầu đinh hương chứa 85% eugenol),
bạc hà (tinh dầu bạc hà chứa 50% methol), tiểu hồi ( tinh dầu tiểu hồi chứa 70%
ethanol). Một số vị khác chứa hàm lượng chất dinh dưỡng đáng kể như nhục đậu khấu
chứa 40% chất béo, cam thảo chứa 8% glucose, 6% saccharose, 30% tinh bột,…
Nhìn chung vai trò của các vị thuốc bắc trong viên men được quan tâm chủ yếu ở
hai tác dụng kháng khuẩn và tạo hương vị cho sản phẩm. Tuy nhiên, vấn đề này hiện
nay chưa được nghiên cứu nhiều.
Một số công trình nghiên cứu cho thấy, các vị thuốc bắc có ảnh hưởng tốt đến sự
phát triển sinh khối của nấm men và nấm mốc trong giai đoạnh đầu của quá trình lên
men. Hiện nay, có khoảng 20 vị thuốc bắc được sử dụng phổ biến trong sản xuất viên
men: Bạc hà, Đinh hương, Nhục đậu khấu, Đại hồi, Quế chi, Tế tân, Bạch truật, Liên
kiều, Thảo quả, Tiều hồi, Cam thảo, Sa nhân,… Sự phối hợp các vị thuốc có tác động
mạnh mẽ hơn từng vị thuốc đơn lẻ.
 Quy trình sản xuất

Chuyên ngành Vi sinh vật học

15

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 37- 2014

Trường Đại học Cần Thơ

Gạo

Làm sạch

Ngâm nước

Nước

Để ráo
Xay thành bột

Thuốc bắc

Men giống

Trộn men

Nghiền mịn

Nước

Làm ấm
Tạo hình
Ủ

Hong khô

Bánh men
Hình 3: Quy trình sản xuất bánh men thuốc bắc
(*Nguồn: Nguyễn Thúy Hường, 2011)

Chuyên ngành Vi sinh vật học

16

Viện NC&PT Công nghệ Sinh học