PHÚC TRÌNH VI SINH CÔNG NGHIỆP 2015

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

PHÚC TRÌNH VI SINH CÔNG NGHIỆP
MÃ HỌC PHẦN: CS105

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Trần Vũ Phương

Nguyễn Thị Kiều Nga
MSSV: B1303685
Lớp: DA1366A1


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

Bài 1:
LÊN MEN RƯỢU NHO
I. Giới thiệu.
Rượu nho (rượu vang hay rượu chát) là sản
phẩm lên men rượu từ nước dịch trái nho rất nổi
tiếng trên thế giới và đã xuất hiện từ rất lâu, rượu có
giá trị dinh dưỡng cao và rất có lợi cho sức khỏe con
người. Rượu nho có nguồn gốc từ vùng cận đông,
sau đó lan sang các nước Ai Cập, Bắc Phi, Hy Lạp,

Ý, Pháp,… rồi lan ra khắp thế giới. Rượu nho ban
đầu được lên men tự nhiên nhờ các chủng nấm men
có sẵn trên trái nho, về sau khi được sản xuất ở quy
mô công nghiệp người ta tiến hành chủng nấm men giống có hoạt tính lên men rượu cao
(Saccharomyces cerevisiae) để quá trình lên men tốt và rượu tạo thành đạt chất lượng cao.
II. Phương tiện.
1. Nguyên vật liệu.
- Nho chín.
- Đường cát.
- Nấm men khô Saccharomyces cerevisae.
2. Thiết bị.
- Bình tam giác 500ml.
- Waterlock.
- Tủ ủ.
- Hệ thống chưng cất cồn.
- Cồn kế.
- pH kế.
- Brix kế.
- Cân điện tử.
2


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

III. Phương pháp.
1. Quy trình sản xuất rượu nho đỏ.
Nho đỏ

Bỏ cuống, rửa sơ, bỏ vào bọc nilon dày, bóp đều
(tạo dịch quả, để quá trình lên men dễ dàng hơn)

Đo lượng chất khô hòa tan bằng Brix kế,
bổ sung thêm đường cát để đạt 3 nồng độ Brix tương ứng vói 3 nhóm.
Nhóm 1: 200 Brix, nhóm 2: 250 Brix, nhóm 3: 300 Brix
(cung cấp đường làm cơ chất cho quá trình lên men)

Đo pH bằng pH kế

Cho 350g dịch nho đã bổ sung đường vào bình tam giác 500ml,
mỗi nhóm 2 bình trong đó: thêm vào 0% và 0,1% nấm men khô
(để thấy được vai trò của nấm men trong lên men rượu)

Gắn Waterlock vào bình tam giác,
để lên men ở 300C
(giúp so sánh hiệu suất lên men giữa có nấm men
và không có nấm men bằng cách đếm số bọt khí sinh ra trong 2 phút;
tạo điều kiện kỵ khí giúp nấm men thực hiện quá trình lên men rượu)

Ngày 1-6:

Đếm số bọt khí thoát ra khỏi Waterclock
3


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

trong thời gian 2 phút ở từng thời điểm lên men
(so sánh hiệu suất lên men giữa có nấm men và không có nấm men)

Ngày 7:

Mỗi bình dịch nho lên men 500ml lấy 100ml
cho vào 2 bình tam giác 250ml

Phần dịch nho còn lại trong mỗi bình cho vào 2 bình tam giác 250ml khác

2 bình chứa 100ml dịch nho lên men đem chưng cất
để đo độ rượu (bằng cồn kế)
2 bình còn lại lọc thu dịch để đo pH, Brix và đánh giá cảm quan
(xác định độ rượu, pH, độ Brix để đánh giá chất lượng rượu
giữa có nấm men và không có nấm men)
2. Phương pháp phân tích.
Công thức tính lượng đường bổ sung:
a
a+x
=
100 100 + x

Trong đó:
a: Độ Brix dịch quả
x: Lượng đường cần bổ sung cho 100g dich quả
b: Độ Brix cần đạt được
Tổng lượng đường cần bổ sung là:
md.x.10 (kg)
(md: Khối lượng dịch quả ban đầu)

IV. Kết quả - Thảo luận.
1. Sự thay đổi pH qua các giai đoạn.
4


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Nhóm
1
2
3

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

Độ Brix ban đầu

Nấm men (%)

24

0

23,5

0,1

27,5

0

26,5

0,1

34,5

0

34

0,1

pH ban đầu

pH rượu thành
phẩm
3,94

3,62

3,85
4,05

3,66

4,03
3,96

3,8

3,91

Nhận xét: pH sau lên men cao hơn pH ban đầu ở tất cả các nhóm, dung dịch trước
và sau lên men đều có tính axit.
Thảo luận:
+ pH sau lên men cao hơn ban đầu là do các axit trong dich quả đã được lên
men thành CO2.
+ Độ pH của môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sinh trưởng của
nấm men, pH thích hợp nhất là từ 4 – 4,5.Vi khuẩn bắt đầu phát triển ở pH = 4,2. Vì vậy
trong lên men rượu để ngăn hiện tượng nhiễm khuẩn, thường thực hiện trong giới hạn pH
từ 3,8 – 4.
Nhóm
1
2
3

Độ Brix ban đầu

Nấm men (%)

Độ Brix rượu thành
phẩm

24

0

12

23,5

0,1

6

27,5

0

22

26,5

0,1

9

34,5

0

29,5

34

0,1

15

2. Sự thay đổi độ Brix qua các giai đoạn.

Nhận xét:
+ Độ Brix sau lên men thấp hơn độ Brix ban đầu.
+ Nấm men có khả năng lên men đường thành rượu trong khoảng phù hợp từ
22 – 240 Brix.
Thảo luận:

5


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

+ Độ Brix sau lên men giảm là do nấm men đã sử dụng đường trong dịch quả
ban đầu để lên men tạo thành rượu.
+ Độ Brix ban đầu càng cao thì độ rượu càng cao. Tuy nhiên, nếu độ Brix quá
cao thì khả năng lên men của dịch quả giảm do một số tế bào nấm men bị chết do hiện
tượng co nguyên sinh (không chịu được áp suất thẩm thấu đường mạnh).
+ Độ Brix sau lên men không thể hiện đúng nồng độ chất tan trong dung dịch
sau lên men, vì sau lên men trong dung dịch có nhiều chất như đường, nấm men, NH 3,…
+ Sau lên men độ Brix càng giảm thì lượng rượu sinh ra càng nhiều.
3. Sự lên men của nấm men.

Nhóm

1
2
3

Số bọt khí sinh ra trong 2 phút

Độ
Brix
ban
đầu

Nấmmen
(%)

24

Ngày 1

Ngày 2

Ngày 3

Ngày 4

Ngày 5

Ngày 6

Ngày 7

0

3

3

1

4

22

14

12

23,5

0,1

27

14

2

1

0

0

0

27,5

0

5

4

4

2

7

7

9

26,5

0,1

42

27

11

6

7

2

2

34,5

0

4

6

3

1

2

9

8

34

0,1

45

23

5

2

3

1

1

Nhận xét:
+ Bình có chủng nấm men vào thì số bọt khí sinh ra nhiều hơn so với bình
không chủng nấm men vào những ngày đầu và giảm dần theo thời gian lên men.
+ Từ ngày thứ 4 trở đi, số bọt khí sinh ra trong bình không chủng nấm men cao
hơn.

Thảo luận:
+ Ban đầu số bọt khí sinh ra trong bình có chủng nấm men nhiều hơn là do số
lượng nấm men nhiều, nên quá trình lên men mạnh, tạo nhiều rượu và CO2. Về sau số bọt

6


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

khí sinh ra ít lại là do lượng đường cung cấp ban đầu đã được nấm men lên men tạo rượu
gần hết nên quá trình lên men yếu dần, khí CO2 sinh ra ít dần rồi bằng 0.

+ Ở bình không chủng nấm men, ban dầu lượng nấm men có sẵn trên nho rất
ít, thêm vào việc gắn Waterlock ngay sau khi bổ sung đường vào dịch quả nên nấm men
chưa kịp tăng sinh khối, do vậy tốc độ lên men rượu chậm, lượng CO2 sinh ra ít. Về sau
nấm men bắt đầu tăng sinh, tốc độ lên men cao nên khí CO2 sinh ra nhiều hơn.
4. Nồng độ rượu sau lên men.
Nhóm

Nấm men (%)

Độ rượu sau lên men (200C)

24

0

6,495

23,5

0,1

12,17

27,5

0

2,24

26,5

0,1

13,25

34,5

0

0,15

34

0,1

14,36

Độ Brix ban đầu

1
2
3

Nhận xét:
+ Độ rượu sau lên men không cao, chỉ khoảng 6 -70 (không chủng nấm men)
và khoảng 12-170 (có chủng nấm men), sản phẩm được lên men 7 ngày.
+ Độ rượu ở bình không chủng nấm men của nhóm 2 và 3 rất thấp. Nguyên
nhân có thể là do độ Brix ban đầu quá cao làm cho tế bào nấm men bị chết do hiện tượng
co nguyên sinh (nấm men tự nhiên trên quả nho ít).
Thảo luận: độ rượu sau lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: lượng đường

trong nho, lượng đường bổ sung ban đầu, nhiệt độ, pH, lượng nấm men trong dịch quả
ban đầu và khả năng sống sót của chúng trong những độ rượu khác nhau. Nấm men có
khả năng sống sót trong những độ rượu cao thì sẽ lên men tạo được rượu độ cao. Thường
thì khi rượu đạt 140 thì nấm men sẽ nhưng phát triển và chết.
5. Kết quả đánh giá cảm quan.
Nhóm
1
2

Độ Brix
ban đầu

Nấm men
(%)

Độ trong và màu
sắc

Mùi

Vị

Ý thích

Trung bình
chất lượng

24

0

5

4

4

5

4,5

23,5
27,5

0,1
0

3
5

5
4

4
5

4
5

4

4,75

7


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

3

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

26,5

0,1

5

5

5

5

5

34,5

0

5

4

3

4

4

34

0,1

3

4

4

4

3,75

Nhận xét:
+ Đa số sản phẩm có màu đỏ thẫm của nho đỏ, một vài sản phẩm có màu nhạt
hơn, các sản phẩm đều ít tạp chất.
+ Rượu ở bình có bổ sung nấm men có mùi rượu đặc trưng, vị ít ngọt và hơi
chát hơn so với rượu ở bình không bổ sung nấm men.
Thảo luận: các bình được bổ sung nấm men lên men với hiệu suất cao hơn các bình
không được bổ sung nấm men, do vậy tạo được mùi rượu đặc trưng, vị ít ngọt hơn (do

đường đã được sủ dụng hết trong quá trình lên men).
V. Kết luận.
Khi sản xuất rượu nho cần chọn những quả đủ chín, có màu đỏ đậm để có hàm
lượng đường cao, ít axit, hơi dập (để có nhiều nấm men tự nhiên). Trong quá trình sản
xuất cần bổ sung thêm nấm men (hầu hết thuộc giống Saccharomyces sp) để quá trình lên
men nhanh chóng, thêm vào lượng đường thích hợp để quá trình lên men được kéo dài,
tuy nhiên không nên cho quá nhiều vì sẽ làm chết tế bào nấm men. Rượu muốn ngon thì
cần phải có thời gian lão hóa để làm tăng mùi vị và chất lượng rượu.

Bài 2:
SẢN XUẤT SINH KHỐI NẤM MEN
I. Giới thiệu.
Nấm men thường có dạng hình cầu, hình tròn,
hình ống dài, kích thước nhỏ khoảng 9-10µ x 2-7µ,
thuộc nhóm cơ thể đơn bào, sinh sản nhanh theo hình
8


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

thức nảy chồi hay phân cắt, không có khả năng di động. Chúng phân bố rộng rãi trong tự
nhiên, nhất là trong các môi trường chứa đường, pH thấp như trong hoa quả, rau dưa, mật
mía, mật ong, đất trồng cây ăn quả,... Nấm men hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong
ngành công nghiệp thực phẩm như sản xuất rượu bia, bánh mì,…Ngoài ra do đặc tính sinh
sản nhanh, tế bào chứa nhiều vitamin, acid amin không thay thế, hàm lượng protein cao
nên nấm men còn được dùng sản xuất đạm đơn bào, enzyme,... Tuy nhiên cũng có nhiều
loại nấm men có hại, gây hại cho người và gia súc, làm hư hỏng lương thực, thực phẩm.
II. Phương tiện.

1. Nguyên vật liệu.
- Nấm men Saccharomyces cerevisae.
- Đường glucose.
2. Thiết bị.
- Bình tam giác 250ml.
- Tủ ủ.
- Máy lọc chân không.
- Máy lắc.
- Micropipet.
- Giấy lọc.
- Bình hút ẩm.
3. Hóa chất.
- (NH4)2SO4
- KH2PO4
III. Phương pháp.
Pha dung dịch đường 10% vào 2 bình tam giác

Thêm 0,1% (NH4)2SO4
và 0,1% KH2PO4
9


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

(tạo dung dịch dinh dưỡng đường để nấm men phát triển)

Khử trùng 1210C trong 20 phút
(tạo môi trường nuôi cấy sạch khuẩn,

để sau khi nuôi cấy chỉ thu được tế bào nấm men)

Thêm vào mỗi bình 100ml dịch nấm men giống
(cung cấp giống để nuôi thu sinh khối)

Đặt vào máy lắc trong 24h,
Chuyển vào tủ ủ ở 300C
(tạo môi trường thoáng khí, nấm men sẽ phát triển tốt
và tăng sinh nhanh chóng)

Sau 24h, lọc thu sinh khối, sấy
(thu lấy tế bào nấm men)

Cân, tính kết quả
(xác định khả năng tăng sinh của nấm men)
IV. Kết quả - Thảo luận.
1. Kết quả.
Sinh khối nấm men sau lên men (g)
10


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

Nhóm

Sinh khối nấm men sau lên men (g)
0,2

1

0,197
0,206

2

0,198
0,366

3

0,231

2. Thảo luận.
- Do dung dịch nấm men giống, dung dịch dinh dưỡng và điều kiện lên men ở
các bình tam giác là như nhau nên sinh khối nấm men sau nuôi cấy gần bằng nhau khoảng
từ 0,19 -0,23g.
- Tuy nhiên ở nhóm 3 khối lượng nấm men thu được cao hơn gần gấp rưỡi so
với 2 nhóm còn lại có thể là do :
+ Sai sót trong quá trình cân giấy lọc, cân mẫu và tính toán.
+ Thời gian nuôi nấm men dài hơn so với hai nhóm còn lại (do thu sinh
khối muộn) nên nấm men tăng sinh nhiều hơn.
- Từ 100 ml dịch nấm men giống ban đầu, nuôi hiếu khí trong môi trường dinh
dưỡng đường 10% có bổ sung 0,1% (NH 4)2SO4 và 0,1% KH2PO4 trong vòng 24 giờ ở
300C, thu được trung bình 0,2g sinh khối nấm men. Điều này chứng tỏ trong điều kiện có
oxi, hoạt động sinh sản của nấm men mạnh mẽ hơn, vì vậy lượng sinh khối tăng lên
nhanh và trở thành sản phẩm chủ yếu trong môi trường lên men. Ngược lại, trong điều
kiện kỵ khí, nấm men sẽ tiến hành lên men rượu. Khi đó rượu sẽ là sản phẩm chủ yếu.
- Nấm men rất nhạy cảm với nhiệt độ cao, đặc biệt là trong môi trường lỏng, trên

360C chúng bắt đầu bị ức chế. Do đó trong nuôi cấy nấm men, để thu được sinh khối lớn
nhất cần điều khiển nhiệt độ môi trường ổn định và không quá cao, chỉ khoảng 30 0C.
V. Kết luận.
Nấm men ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, sản xuất
rượu bia, nước giải khát và làm thức ăn chăn nuôi. Vì vậy nhu cầu có 1 lượng nấm men
làm giống rất cần thiết, việc sản xuất sinh khối nấm men rất quan trọng. Khi muốn sản
11


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

xuất sinh khối nấm men cần có 1 lượng nấm men giống có hoạt tính cao, phù hợp với
mục đích sử sụng, nuôi hiếu khí trong môi trường dinh dưỡng là đường ở nhiệt độ và pH
thích hợp để nấm men có thể tăng sinh mạnh nhất.

Bài 3:
SẢN XUẤT BÀO TỬ MỐC TƯƠNG ( Aspergillus oryzae)
I. Giới thiệu.
Nấm mốc Aspergillus oryzae, khuẩn lạc có màu lục, vàng
lục, lục nâu sau chuyển thành nâu lục, nâu, có đường kính 5-6
cm. Khối bào tử trần đỉnh bọng tia tỏa tròn, kích thước 150-300 x
400-500µm đường kính. Bọng đỉnh giá hình gần cầu, mang các
thể bình chứa bào tử. Aspergillus oryzae có khả năng sinh ra các
enzyme như amylase, protease, có khả năng phân giải tinh bột,
protein thành đường, acid amin. Trong công nghiệp Aspergillus được sử dụng chủ yếu
trong sản xuất tương.
12

Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

II. Phương tiện.
1. Nguyên vật liệu.
- Nấm mốc Aspergillus oryzae.
- Tấm.
2. Thiết bị.
- Tủ ủ.
- Cân phân tích.
- Nồi khử trùng nhiệt ướt.
- Túi nilon dày, nút gòn.
III. Phương pháp.
Ngâm 20g tấm trong 10ml nước

Nấm mốc (phân lập hoặc mua)

trong 3 giờ

Cấy 7 ngày, thu bào tử
Làm chín
Khử trùng ở 1210C trong 20 phút

chủng vào 0,1g

Để nguội
(tạo môi trường cho nấm mốc phát triển)
Trộn đều, ủ trong 7 ngày, thu hoạch

( có thời gian để nấm mốc phát triển)

Sấy 450C trong 48h
(thu bào tử nấm mốc)

Xay, bảo quản
(trữ làm giống)
IV. Kết quả - Thảo luận.
1. Kết quả.
13


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

- Khuẩn ty phát triển khá nhanh trong điều kiện nhiệt độ thích hợp, sau 1 ngày
đã phủ trắng bề mặt hạt tấm.Sau khoảng 3 ngày nấm mốc phát triển mạnh có màu xanh
đặc trưng, phủ kín hạt tấm.
- Nấm mốc phát triển tốt ở gần miệng túi nilon, nơi có nhiều oxi. Còn ở những
vị trí sát túi, ở góc đáy túi, không có oxi nên nấm mốc phát triển không tốt, có màu trắng.

2. Thảo luận.
- Có những túi nấm mốc phát triển rất tốt, phủ xanh đều hạt tấm. Có những túi
nấm mốc phát triển không đều, chỗ gần miệng túi rất xanh, ở những chỗ sát túi thì màu
trắng. Điều này có thể là do trộn nấm mốc giống vào tấm không đều, không làm tơi các
hạt tấm nên không có độ thoáng khí, làm cho nấm mốc phát triển kém.
- Có những túi nấm mốc không phát triển, hạt tấm có màu trắng và có mùi
rượu. Lý do là do trong quá trình chủng nấm mốc giống vào tấm nấm men đã nhiễm vào,
trong điều kiện kỵ khí nấm men đã lấy tấm làm cơ chất để lên men rượu, ức chế hoạt

động của nấm mốc.
V. Kết luận.
Để sản xuất bào tử nấm mốc (Aspergillus oryzae) làm giống trong sản xuất tương
cần có một lượng nấm mốc giống không tạp, chủng vào cơ chất là gạo, tấm đã được làm
chín và khử trùng, ủ trong điều kiện nhiệt độ thích hợp và thoáng khí, nấm mốc sẽ phát
triển tốt, cho nhiều bào tử. Sau một thời gian, thu lấy bào tử đem sấy và xay khô để trữ
làm giống.

14


Viện NC & PT Công Nghệ Sinh Học

Phúc trình Vi sinh học công nghiệp

15