Phân lập và tuyển chọn một số chủng nấm men có khả năng lên men rượu cao trên vỏ trái cây

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

TRẦN VĂN NAM
Tên đề tài:
PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ
NĂNG LÊN MEN RƢỢU CAO TRÊN VỎ TRÁI CÂY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

:

Chính quy

Chuyên ngành:

Công nghệ sinh học

Khoa

:

CNSH & CNTP

Khóa học

:

2012 - 2016

Thái Nguyên, năm 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------o0o--------------

TRẦN VĂN NAM
Tên đề tài:
PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN MỘT SỐ CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ
NĂNG LÊN MEN RƢỢU CAO TRÊN VỎ TRÁI CÂY

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

:

Chính quy

Chuyên ngành:

Công nghệ sinh học

Lớp

:

K44 - CNSH

Khoa

:

CNSH & CNTP

Khóa học

:

2012 - 2016

Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Trần Văn Chí

Thái Nguyên, năm 2016


i

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp
em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và động viên của thầy cô, bạn bè và gia
đình. Nhân dịp hoàn thành khóa luận tốt nghiệp:
Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Văn Chí - Giảng
viên Khoa Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên đã luôn quan tâm giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình, chu đáo trong
suốt quá trình làm khóa luận tốt nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Vi Đại Lâm đã tạo mọi điều

kiện giúp đỡ và hướng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp của mình.
Em xin gửi lời tri ân tới các thầy cô giáo trong và ngoài Khoa Công nghệ
Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã dìu
dắt và truyền đạt cho em không chỉ kiến thức mà cao hơn hết là đạo đức làm người
trong suốt bốn năm học qua.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, những người thân và bạn bè đã luôn động
viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành bản khóa
luận này.
Thái Nguyên, tháng

năm 2016

Sinh viên

Trần Văn Nam


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Các hóa chất được sử dụng trong đề tài nghiên cứu.................................28
Bảng 3.2. Các thiết bị sử dụng trong thí nghiệm ......................................................28
Bảng 3.3. Thành phần của 1 lít môi trường Hansen .................................................29
Bảng 4.1. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc sau 2 ngày nuôi cấy ..................................38
Bảng 4.2 Kết quả thử khả năng lên men: Thời gian để 50 chủng lên men được 5ml
CO2 .............................................................................................................40
Bảng 4.3. Kết quả thử khả năng lên men đường saccharose và maltose ..................41
Bảng 4.4. Kết quả thử khả năng tăng sinh khối bằng cách đo OD ...........................43
Bảng 4.5. kết quả chưng cất xác định hàm lượng rượu trong dịch dấm chin (môi

trường Hansen 18% glucose) .....................................................................44
Bảng 4.6. Kết quả theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự sinh trưởng của chủng
Saccharomyces cerevisiae VPk1 ...............................................................47
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của pH tới sự phát triển của chủng Saccharomyces cerevisiae
VPk1 ..........................................................................................................48
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của hàm lượng peptone tới sự phát triển của chủng nấm men
Saccharomyces cerevisiae VPk1 ...............................................................50
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của nồng độ đường tới sự phát triển của chủng nấm men
Saccharomyces cerevisiae VPk1. ..............................................................51
Bảng 4.10. Kết quả thử khả năng lên men trên môi trường dịch quả .......................52


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Các khuẩn lạc được phân lập bằng phương pháp cấy trang trên môi
trường Hansen .............................................................................................33
Hình 3.2. Kết quả thử khả năng lên men của một số chủng nấm men .....................34
Hình 3.3. Một số hình ảnh về quá trình chưng cất rượu ...........................................36
Hình 4.1. Hình ảnh khuẩn lạc của vi sinh vật tổng số mọc trên môi trường
phân lập .......................................................................................................37
Hình 4.2. Hình ảnh một số khuẩn lạc đã thuần khiết ................................................37
Hình 4.3. Kết quả thử khả năng lên men đường saccharose và maltose của các chủng .42
Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện khả năng tăng sinh của các chủng qua kết quả đo OD ..43
Hình 4.5. Hình ảnh tế bào chủng VPk1 soi dưới kính hiển vi ..................................45
Hình 4.6. Khuẩn lạc trước khi thử nghiệm catalase ..................................................46
Hình 4.7. Khuẩn lạc sau khi thử nghiệm catalase ....................................................46
Hình 4.8. Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự phát triển của chủng
nấm men Saccharomyces cerevisiae VPk1..................................................47

Hình 4.9. Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của pH tới sự phát triển của chủng nấm men
Saccharomyces cerevisiae VPk1. ................................................................49
Hình 4.10. Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng peptone tới sự phát triển
của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae VPk1. ...............................50
Hình 4.11 Đồ thị khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ đường tới sự phát triển của
chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae VPk1 .......................................51
Hình 4.12. Kết quả chưng cất dịch dấm chín quả nho ở 19 độ Brix .........................53


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Chú thích

VSV

: Vi sinh vật

KL

: Khuẩn lạc

OD

: Optical density

v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
Phần 1: MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................1
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................................2
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .............................................................2
1.4.1. Ý nghĩa khoa học........................................................................................2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................2
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3
2.1. Vi sinh vật nói chung và nấm men nói riêng trên vỏ và dịch trái cây. ................3
2.2. Đặc điểm chung của nấm men .............................................................................3
2.2.1. Thành phần hóa học của nấm men ....................................................................4
2.2.2. Đặc điểm hình thái của nấm men ......................................................................4
2.2.3. Cấu tạo tế bào nấm men ....................................................................................5
2.2.4. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nấm men ........................................................10
2.2.5. Sự sinh sản của nấm men ................................................................................13
2.2.6. Nhu cầu dinh dưỡng của nấm men ................................................................16
2.2.7 Sự trao đổi chất của nấm men .........................................................................19
2.2.8 Phân loại nấm men ...........................................................................................20
2.2.9 Vai trò của nấm men ........................................................................................22
2.2.10 Ứng dụng của nấm men .................................................................................22
2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................24

2.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nước. .............................................................24
2.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...........................................................25


vi

Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......28
3.1 Đối tượng nghiên cứu .........................................................................................28
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu ......................................................28
3.3. Hóa chất và thiết bị sử dụng ...............................................................................28
3.3.1. Hóa chất ....................................................................................................28
3.3.2. Dụng cụ và thiết bị sử dụng......................................................................28
3.3.3. Môi trường nuôi cấy .................................................................................29
3.4. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................29
3.5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................29
3.5.1. Phương pháp thu nhận mẫu ......................................................................29
3.5.2. Phương pháp pha loãng mẫu ...................................................................30
3.5.3. Phương pháp phân lập và tuyển chọn nấm men tổng số ..........................30
3.5.4. Phương pháp cấy chuyển và giữ giống.....................................................31
3.5.5. Quan sát chủng giống qua khuẩn lạc ........................................................33
3.5.6. Xác định khả năng lên men qua khả năng sinh khí .................................34
3.5.7. Thử khả năng catalaza ............................................................................34
3.5.8. Xác định mật độ tế bào bằng phương pháp đo OD .................................35
3.5.9. Phương pháp chưng cất xác định nồng độ cồn .......................................35
3.5.10. Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................36
Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................37
4.1. Kết quả phân lập các chủng nấm men từ vỏ quả 1 số loại quả ..........................37
4.2 Tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men rượu tốt nhất .......................39
4.2.1 Thử khả năng lên men ...............................................................................40
4.2.2. Thử khả năng lên men đường saccharose và maltose ..............................41

4.2.3. Kết quả thí nghiệm khả năng tăng sinh ....................................................42
4.2.4. Nghiên cứu khả năng sinh rượu của các chủng nấm men đã chọn ..........44
4.3. Định danh sơ bộ chủng VPk1 ............................................................................45
4.3.1. Quan sát hình thái tế bào .........................................................................45
4.3.2 Thử nghiệm catalase ..................................................................................46


vii

4.4. Tối ưu hóa điều kiện môi trường sinh trưởng và phát triển của chủng
Saccharomyces cerevisiae VPk1 ...............................................................................46
4.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ...........................................................................47
4.4.2. Ảnh hưởng của pH ...................................................................................48
4.4.3 Khả năng sử dụng nguồn nitơ (peptone) ...................................................49
4.4.4. Khả năng sử dụng nguồn carbon (đường glucose) ...................................51
4.5. Thử khả lên men trên môi trường dịch quả........................................................52
Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................54
5.1. Kết luận ..............................................................................................................54
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................55
I. Tài liệu Tiếng Việt .................................................................................................55
II. Tài liệu tiếng anh ..................................................................................................56
PHỤ LỤC


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Ở nước ta, rượu là một thức uống có cồn rất phổ biến, mang đậm tính truyền
thống, gắn bó lâu đời và không thể thiếu được trong cuộc sống tinh thần và văn hóa
dân tộc. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại rượu nổi tiếng như rượu ngô Bản
Phố, một loại rượu đặc sản của người Mông ở Bản Phố, cao nguyên Bắc Hà, Lào
Cai; rượu Làng Vân, đặc sản cổ truyền Bắc Giang; rượu Bầu Đá, đặc sản của miền
đất võ Bình Định; rượu Gò Đen của quê hương Long An; rượu Phú Lễ của miền đất
Đồng khởi Bến Tre; rượu Xuân Thạnh của Trà Vinh [1].
Bên cạnh những loại rượu truyền thống đấy giờ đây ở trên thị trường nước ta
còn du nhập thêm rượu vang từ các nước phương tây. Chế biến rượu vang quả đối
với các nước trên thế giới đã là một nghề cổ xưa nhưng ở Việt Nam chỉ mới xuất
hiện vài chục năm gần đây [7]. Việc tiêu thụ rượu vang tuy không mạnh nhưng từng
bước được người tiêu dùng ưa chuộng do có độ cồn nhẹ, hương vị thơm tự nhiên,
có tác dụng kích thích tiêu hoá… và rượu vang dần dần được chọn thay cho các loại
rượu mạnh [7] trong các dịp lễ tết. Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất rượu
vang ở nước ta vẫn còn nhiều hạn chế, chưa thực sự đáp ứng được yêu cầu ngày
càng cao của người tiêu dùng. Nghiên cứu nâng cao chất lượng rượu vang là vấn đề
rất được quan tâm hiện nay. Một trong những phương pháp cải tiến chất lượng là sử
dụng nguồn nấm men tự nhiên được phân lập từ nguyên liệu cho quá trình sản xuất
rượu vang sẽ cho rượu có độ cồn cao, chất lượng rượu ổn định và mùi vị đặc trưng
[15]. Xuất phát tử thực tế đó em xin thực hiện đề tài: “Phân lập và tuyển chọn một
số chủng nấm men có khả năng lên men rượu cao trên vỏ trái cây”. Hoạt động
này giúp cải thiện và tăng cường chất lượng rượu vang, góp phần đa dạng hóa sản
phẩm, nâng cao giá trị kinh tế của các loại quả và phần nào đáp ứng nhu cầu sử
dụng các dạng nước uống có cồn đa dạng hiện nay.
1.2. Mục tiêu của đề tài
Phân lập được các chủng nấm men từ vỏ quả ở các vùng miền khác nhau.


2

Tuyển chọn được chủng nấm men có hoạt lực cao nhất trong các chủng đã
phân lập được.
1.3. Yêu cầu của đề tài
Phân lập được chủng nấm men có trên vỏ quả.
Tuyển chọn được chủng nấm men có hoạt lực lên men rượu cao nhất để sản xuất
rượu vang.
Sơ bộ định danh chủng có hoạt lực cao nhất trong sản xuất rượu vang.
Tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng và phát triển của chủng đã tuyển chọn.
Thử khả năng lên men trên môi trường dịch quả cho chủng tốt nhất.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Giúp sinh viên củng cố và hệ thống hóa lại kiến thức đã học vào nghiên cứu
khoa học.
Củng cố cho sinh viên tác phong cũng như kỹ năng làm việc sau này. Biết
được phương pháp nghiên cứu một vấn đề khoa học, xử lý, phân tích số liệu, trình
bày một bài báo cáo khoa học.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được chủng nấm men có khả năng lên men
cao, ứng dụng trong ngành sản xuất rượu vang, cũng như các sản phẩm len men
khác. Đem lại năng suất, chất lượng cao.
Là nguồn tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu thuộc cùng lĩnh vực.


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Vi sinh vật nói chung và nấm men nói riêng trên vỏ và dịch trái cây.
Hệ vi sinh vật trên vỏ và dịch trái cây tương đối phong phú và phức tạp.
trong đó nấm mốc (76 – 90%), nấm men (9 – 22%) còn lại chiếm tỷ lệ thấp là vi

khuẩn không sinh bào tử hoặc có bào tử, xạ khuẩn và Micobacter.
 Nấm men
- Nấm men rượu vang: Saccharomyces Vini và S.ovifomis. Hai loại này được
dùng chủ yếu để lên men rượu vang.
- Nấm men nhọn đầu: Hansenias pora apiculata giống men này làm giảm
chất lượng vang. Giống men này rất phổ biến ở cỏ dại.
- Pichia có hình dáng ovan. Kích thước tế bào không lớn lắm (3,6 – 7,2 x 3 5µm). Giống men này làm hỏng vang.
- Zygopichia làm đục vang sau khi chiết chai.
- Hansenula có khả năng sinh trưởng nhanh trên bề mặt dịch quả sinh trưởng
được ở vang có 9 – 13% cồn. Nó là tác nhân mạnh mẽ tạo cho vang có các este bay hơi
(làm vang có mùi thơm riêng biệt) nhưng đồng thời nó cũng làm đục vang.
 Vi khuẩn và nấm mốc
Hầu hết vi khuẩn đều gây “bệnh” cho vang nhưng có một loại thuộc vi khuẩn
lactic phát triển biến axit malic thành axit lactic (lên men malo – lactic). Vi khuẩn
này tham gia vào làm chín vang làm cho vang có mùi thơm hoàn thiện.
Trên vỏ trái cây cũng chứa các bào tử của giống Mucor, nấm hình chổi
xuề hay bàn tay (mốc xanh) và As pergilusniger (mốc đen) là những tác nhân
nguy hiểm cho vang nhưng cũng có nấm mốc Botrytis cinera làm tăng chất
lượng cho vang [15].
2.2. Đặc điểm chung của nấm men
Nấm men là loại vi sinh vật đơn bào, có khả năng sống trong môi trường
dinh dưỡng có chứa đường, nitơ, photpho và các chất hữu cơ, vô cơ khác. Chúng là


4

các vi sinh vật dị dưỡng có khả năng sống trong các môi trường hiếu khí và yếm khí
[9]. Đa số chúng sinh sôi nảy nở theo lối nảy chồi, cũng có khi hình thức phân cắt tế
bào. Thành tế bào có chứa manane.
Nấm men sống và tồn tại phân bổ rất rộng rãi trong tự nhiên nhất là trong

môi trường có chứa dịch đường, pH thấp ví dụ như trong môi trường dịch hoa quả,
dịch rỉ đường, mật ong, trong đất ruộng mía, trong đất trồng cây ăn quả, trong đất
có nhiễm dầu mỏ [9].
2.2.1. Thành phần hóa học của nấm men
Tế bào nấm men chứa đến 80% là nước. Bởi vậy, trong nấm men bia ép tỉ lệ
giữa trọng lượng ướt và trọng lượng khô là 4:1. Nguyên tố chủ yếu là carbon, chiếm
< 50% chất khô. Các nguyên tố chính khác như oxy (30 – 35%), nitơ (75%) hydro
(5%) và photpho (1%). Hàm lượng chất khoáng tổng số khoảng 5 - 10% chất khô
của tế bào. Trong tế bào còn chứa rất nhiều các thành phần khác như nhôm, canxi,
đồng, crom, sắt, chì, natri, kali, lưu huỳnh, magie, niken,....
Các nhóm thành phần chính gồm các chất cao phân tử, đó là các protein (40
– 45% chất khô), carbohydrat (30 – 35%), axit nucleic (6 – 8%) và lipit (4 – 5%).
Thành phần chính xác của các nhóm cao phân tử trong mỗi chủng nấm men khác
nhau do điều kiện nuôi cấy, pha phát triển [9].
2.2.2. Đặc điểm hình thái của nấm men
Tế bào nấm men có hình dạng: Hình cầu, hình ovan hoặc là hình elip, hình
quả chanh, hình trụ hình chùy hoặc đôi khi còn kéo dài thành sợi. Nấm men có thể
thay đổi hình dáng và kích thước trong các giai đoạn phát triển và điều kiện môi
trường môi trường xung quanh. Hình thái của chúng không thay đổi chỉ ở các giống
nuôi cấy khi còn trẻ trong các điều kiện môi trường tiêu chuẩn.
So với các vi sinh vật khác (đối với vi khuẩn chẳng hạn) tế bào nấm men có
kích thước tương đối lớn: Đường kính khoảng 7µm; chiều dài khoảng 8 – 12µm
(1µm – micro mét = 10-6 m). Với kích thước này ta có thể ước tính bề mặt của tế
bào nấm men trong 1 lít dịch lên men vào khoảng 10m2 và do vậy cường độ trao đổi
chất của tế bào nấm men với môi trường xung quanh là vô cùng to lớn. Khối lượng
nấm men là 500 kg so với trâu bò cùng khối lượng thì một ngày đêm nấm men tổng


5

hợp được 50 tấn protein, còn trâu bò chỉ tổng hợp được 0,5 kg (như vậy gấp
100,000 lần).
Trọng lượng riêng của tế bào nấm men không khác mấy so với tế bào vi
khuẩn (ở nấm men chỉ số này là 1,055 – 1,060, ở vi khuẩn 1,050 - 1,112) [5].
2.2.3. Cấu tạo tế bào nấm men
Nấm men là sinh vật đơn bào hiển vi, tế bào cơ bản giống như ở động, thực
vật. So sánh cấu tạo tế bào nấm men với vi khuẩn ta thấy có sự tiến hóa nhảy vọt từ
nhân sơ đến nhân chuẩn. Cùng với sự tiến hóa về nhân và cơ chế phân chia nhân
(nhân có màng, có các thể nhiễm sắc, phân bào có tơ...) ở cơ thể xuất hiện nhiều thể
không thấy ở nhân sơ, như ti thể, lục lạp...
Tế bào nấm men có thành phần và cấu tạo phức tạp. Trong tế bào có các cấu
tử tiểu thể và có thể chia thành: Các cơ quan nội bào hay cơ quan tử của tế bào và
các chất chứa trong tế bào hay các thể vùi của tế bào.
Vỏ tế bào: Bao quanh tế bào nấm men là một lớp màng mỏng dày đặc, mềm
mại có thể đàn hồi để định hình cũng như bảo vệ tế bào chống lại các tác động bên
ngoài và chất độc. Vỏ tế bào nấm men mang điện. Nó còn có tác dụng giữ áp suất
thẩm thấu nội bào, điều chỉnh các chất dinh dưỡng là các hợp chất có phân tử lượng
thấp và các muối khoáng đi qua các lỗ nhỏ vào trong tế bào.
Thành tế bào: Thành tế bào bao bọc xung quanh tế bào, có độ bền cao, chiều
dày là 150 – 250nm. Trên thành tế bào có nhiều lỗ nhỏ li ti để nước, đường và các
chất dinh dưỡng cần thiết cho tế bào có thể đi qua được. Thành tế bào chiếm
khoảng 20% tổng khối lượng chất khô của tế bào.
Thành tế bào có khoảng 90% là carbohydrat, phần còn lại là protein, trong số
các carbohydrat, glucan là nhiều nhất, chúng chiếm khoảng 30 – 50% tổng lượng
chất khô của thành tế bào. Các glucan sắp xếp thành các cấu trúc hình sợi nhỏ, dài,
chúng liên kết với nhau bằng liên kết β-1,3 và β-1,6. Hầu hết cacbohydrat còn lại là
mannoprotein.
Nhiệm vụ của thành tế bào là bảo vệ tế bào trước các tác động bên ngoài,
khống chế các quá trình trao đổi chất và áp suất thẩm thấu ở trong và ngoài tế bào,

6

quyết định hình dáng của tế bào. Thành tế bào quyết định sự tương tác giữa các tế
bào với môi trường bên ngoài.
Thành tế bào rất dễ bị phá hủy bởi các tác nhân cơ học (teo nguyên sinh
chất), lý học (nhiệt độ, tia Rongen, tia tử ngoại, tia cực tím), hóa học (môi trường
axit hoặc quá kiềm), sinh lý học (nhiễm vi sinh vật lạ, nhiễm vi sinh vật trong quá
trình nuôi cấy).
- Màng nguyên sinh chất (màng tế bào chất).
Màng nguyên sinh chất bao quanh tế bào chất và là lớp rào cản bên trong
giữa thành tế bào và khoảng không gian chu chất. Màng tế bào chất của nấm men
tương tự của tế bào nhân chuẩn eukaryote khác. Thành phần chính là các lipit và các
protein. Có nhiều loại protein khác nhau, nhưng chức năng chính không phải là tạo
cấu trúc. Chúng gồm các enzym thực hiện các quá trình tổng hợp trên thành tế bào,
các quá trình này xúc tác cho các chất dinh dưỡng thấm qua thành tế bào. ATPaza
thì có chức năng duy trì lực chuyển động proton và là chất nhận thông tin từ tế bào.
Các chất béo trong màng chủ yếu là photpholipit, photphatidyonisitol,
photphatidylserin. Ngoài ra còn chứa một lượng nhỏ các sterol mà hấu hết ở dạng
ergosterol.
Cấu trúc của Màng nguyên sinh chất tế bào cho đến nay vẫn chưa được xác
định chính xác. Theo singer và Nicholson, 1972, mô tả Màng nguyên sinh chất gồm
2 lớp photpholipit trong đó các nhóm kị nước hướng đối diện nhau, còn mặt kị nước
hướng ra ngoài môi trường dung dịch trong khoảng không và tế bào chất. Các
protein và sterol nằm giữa 2 lớp photpholipit này. Các sterol chứa các nhóm
hydroxy có điện cực và một khung kị nước. Khung này cho phép chúng tự định
hướng theo mặt phẳng vuông góc giữa các chuỗi kị nước và các photpholipit.
Chức năng chính của Màng nguyên sinh chất là điều chỉnh sự thẩm thấu qua
tế bào của các chất dinh dưỡng. Màng có tính chất thẩm thấu chọn lọc chỉ cho qua
những chất cần thiết và có lợi cho tế bào đồng thời thải ra ngoài những chất cặn bã

như (CO2, rượu, axit....). Nó là một khuôn cấu trúc cho phép sinh ra các gradien
proton và ion cần thiết cho việc sinh năng lượng của rất nhiều phản ứng hấp thụ.


7

Một chức năng quan trọng khác là phát hiện và phản ứng với các kích thích bên
ngoài. Các chất nhận thông tin từ tế bào nằm ở vị trí phù hợp trên màng tế bào chất.
Màng nguyên sinh chất còn có những vùng chứa enzym liên quan đến chu trình
tổng hợp khác của tế bào, phân bố các vùng này phù hợp với cấu trúc không gian và
chức năng.
Tế bào chất: Ở vùng giữa vỏ thành tế bào với màng tế bào chất ta thấy hàng
loạt enzym, chủ yếu là những enzym thuỷ phân, như ß-fructofuranozidaza
(invectaza) và phosphataza axit.
Thành phần protein có trong vỏ tế bào chiếm khoảng 10% chất khô. Trong số
này có một phần là các enzym liên kết với vỏ thành tế bào. Trong các enzym kể trên
invectaza có bản chất mannoprotein. Mannan ở enzym chiếm tới 50% và đóng một
vai trò quan trọng làm bền vững cho phân tử enzym [15].
Phần nhiều các protein còn lại ở đây kết hợp với mannan. Như vậy, mannan
đóng vai trò cấu trúc enzym trong vỏ tế bào. Ngoài ra, tính kết chùm và lắng của
các tế bào nấm men cũng chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc mannoprotein của thành tế
bào. Thông thường thành phần này của vỏ tế bào có liên quan đến hiện tượng tạo
hình dạng sợi bông (kết tủa lắng xốp - flocculus) của nấm men. Đối với nấm men
cũng như vi khuẩn người ta đã khẳng định rằng khuẩn lạc của chúng chuyển từ
dạng S (dạng nhẵn - smooth) sang dạng R (xù xì, sần sùi - rough) và tạo thành sợi
bông trong môi trường là do biến đổi các nhóm ưa nước (hydrophite) ở trong vỏ tế
bào thành các nhóm kỵ nước (hydrophobe). Song, qua phân tích vỏ tế bào nấm men
S. cerevisiae và S. carlsbergenis (một chủng không tạo thành dạng bông và một
chủng tạo thành dạng bông) được nuôi trên môi trường tổng hợp không thấy sự
khác biệt về hàm lượng các chất cơ bản theo thời gian sinh trưởng, còn hàm lượng

mannan giảm từ từ và glucan được tăng lên. Mối liên kết hoạt động giữa
phosphomannan với ion canxi (Ca2+) của 2 tế bào dạng bông có thể tạo thành kết
tủa xốp.
Hàm lượng protein ở vỏ tế bào với các phức hợp protein-polysacarit,
phosphat và lipit. Trong đó một số phức protein-polysacarit là thành phần của hai


8

enzym gluconaza và mannanaza. Hai enzym này thường tập trung ở chổ nảy chồi
của nấm men. Chúng làm mềm vỏ tạo điều kiện cho chồi sẹo này thành chồi.
Enzym invectaza ở đây có bản chất là mannoprotein. Phần protein còn lại không
phải là enzym kết hợp thành phức với mannan và polysacarit khác đóng vai trò cấu
trúc của vỏ. Tính tạo bông của tế bào cũng chịu ảnh hưởng của cấu trúc
mannoprotein của vỏ tế bào [15].
Microxom hay lipoxom
Đây là thể vùi có dạng hạt siêu hiển vi, được cấu tạo từ lipoit, protit và axit
ribonucleic (ARN).
Các thành phần này ta thấy hàm lượng protit và ARN hầu như bằng nhau còn
lipit là rất nhỏ. Ở đây sẽ xảy ra các quy trình sinh tổng hợp protein cho tế bào từ các axit
amin đã được hoạt hoá ở hệ thống ti thể, Các axit amin này được nối với nhau theo lệnh
của nhân được chuyển qua ARN đi vào các phản ứng sinh tổng hợp protein [15].
Ti thể (Mitochondria hay Chondrixom)
Ti thể có dạng hạt nhỏ, dạng que hoặc dạng sợi mảnh phân bố trong tế bào
chất ở khoảng giữa vỏ tế bào và không bào. Có thể thấy chúng ở tất cả các giai đoạn
sinh trường của tế bào nấm men: thời kỳ yên tĩnh, nảy chồi, sinh bào tử ... Chiều dài
của sợi ti thể là 0,2 - 7,5µm. Hình dáng của nó có thể thay đổi trong quá trình nuôi
cấy, có thể là từ các hạt hoặc que hay sợi đơn đến kết thành chuỗi.
Bình thường số lượng ti thể trong tế bào nấm men đao động rất lớn: Từ 1 đến
50. Nếu trong tế bào chỉ có 1 ti thể thì thể tích cùa nó chiếm không nhỏ hơn 20%

thể tích tế bào, ở S. cerevisiae có 1 ti thể chiếm tới 88% thể tích tế bào. Trong môi
trường có nồng độ glucose thấp tế bào nấm men có tới 100 - 200 ti thể, nhưng ở
nồng độ cao chỉ thấy 30 – 40.
Những chất dinh dưỡng thấm vào nội bào được hấp thụ và tích lũy bởi ti thể
sẽ nhanh chóng thành dạng đậm đặc nhờ các enzym tương ứng tham gia. Các phản
ứng năng lượng quan trọng, quá trình phosphoryl hóa có oxy tham gia và các phản
ứng của chu trình Krebs (chu trình axit tricacboxylic - ATC) xảy ra hoàn toàn trong
ti thể. Có thể xem ti thể là “Các trạm năng lượng của tế bào”. Ở đây xảy ra hàng


9

loạt các phản ứng hoạt hoá các axit amin đi vào Riboxom để tham gia quá trình sinh
tổng hợp protein, hoạt hoá các chất béo và nhiều các hợp chất khác nữa để sẵn sàng
thực hiện các phản ứng hóa sinh trong trao đổi chất của tế bào. Thực tế là trong các
quá trình đặc biệt quan trọng của sự trao đổi chất của tế bào, các ti thể đều có mặt ở
các vị trí khu trú nhất định của mình.
Ti thể của nấm men có cấu tạo chủ yếu từ khoảng 30% chất béo và 60 - 70%
protein. Trong số protein này có khoảng 25 - 75% ở dạng protein cấu trúc. Trong ti
thể có chứa các enzym thực hiện các phản ứng oxy hoá trong vòng ATC, chuyển
điện tử qua chuỗi hô hấp và quá trình phosphoryl hóa để thực hiện chức năng cung
cấp năng lượng sinh học và vật liệu tham gia vào các cơ chế phức tạp tái tạo ADN,
phiên mã và dịch mã các thông tin di truyền vào sinh tổng hợp phospholipit của
Sterin, vào hoạt hóa các axit béo... Các axit nucleic (ADN và ARN) là các cấu tử
nhưng có số lượng không lớn trong ti thể. Một trong các phát minh quan trọng là
tìm thấy ADN trong ti thể và được ký hiệu là MADN loại ADN này khác đáng kể
với ADN trong nhân tế bào [15].
Không bào (vacuole)
Không bào là một cơ quan nội bào có dạng hang (hốc) chứa đầy dịch bào và
được tách ra từ tế bào chất thành màng không bào. Hình dạng không bào thay đổi

liên tục, chuyển dịch và tiếp xúc với tế bào chất. Trong dịch bào ngoài các chất điện
ly hoà tan trong nước còn có các hợp chất dạng keo như protein, chất béo,
hydratcacbon và enzym chứa trong bào quan này. Trong dịch bào còn thấy có mặt
Na, K, Ca, Mg, Cl-, S042- và PO43- ở dạng các nguyên tử riêng biệt hoặc muối không
làm cho nồng độ của chúng ở đây cao hơn nhiều lần hàm lượng muối ở môi trường
xung quanh.
Kích thước và hình dáng không bào thay đổi rất nhiều. Một tế bào nấm men
có thể có một vài hoặc một không bào ở trung tâm. Không bào chứa các ti thể vùi
rất đa dạng, có thể là các chất ở dạng hoà tan, ở dạng tinh thể hay ở dạng hạt hoặc
giọt. pH trong dịch bào là 5,9 - 6,0, áp suất thẩm thấu của dịch bào gần với của
dung dịch muối NaCl 2,5 - 3,5%. Thông thường các chất chứa trong dịch bào không
phản quang, các thể kết tinh và lipit chuyển động mới bắt sáng. Các quá trình oxy


10

hóa - khử xảy ra trong dịch bào.
Không bào của nấm men trưởng thành thường lớn hơn khi ở tế bào trẻ. Tuy
nhiên, ở một thời điểm của vòng đời khi nẩy chồi mới bắt đầu thì hình như không
bào được chia thành nhiều không bào nhỏ và một số trong đó được chuyển sang tế
bào con. Sau đó các không bào còn lại có xu hướng tái hợp thành một không bào
duy nhất.
Sự tạo thành không bào ở tế bào nấm men đến nay vẫn chưa biết được đầy
đủ. Song, chắc chắn là không bào có chứa các enzym thuỷ phân, enzym oxy hóa khử, các polyphosphat, lipit, các hợp chất trung gian của tế bào có phân tử lượng
thấp và các ion kim loại [15].
2.2.4. Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của nấm men
Nấm men đặc biệt là chủng Saccharomyces cerevisiae là loại hiếu khí, nhưng
khi thiếu 02 chúng lên men thành ethanol và CO2 qua con đường EM: pyruvat bị
decacboxi hóa thành axetaldehyt và CO2 nhờ enzyme pyruvat – decacboxilase (phụ
thuộc vào TPP), sau đó axetaldehyt bị khử thành ethanol nhờ alcohol –

dehydrogenase.
Nếu thêm hydrosulfit vào dung dịch nấm men đang lên men glucose,
axetaldehyt sẽ bị giảm: Hiệu suất ethanol và CO2 giảm, đồng thời glyxerin xuất hiện.
Sự lên men etilic thông thường được gọi là: “Dạng lên men Neuberg 1”.
Nấm men là vi sinh vật kỵ khí tùy tiện. Khi thiếu O2 chúng lên men mạnh
nhưng không sinh trưởng, khi có O2 chúng hô hấp và lên men bị ức chế (hiệu quả
Pasteur), sự tiêu thụ glucose sản lượng ethanol và CO2 đều giảm sinh khối, trái lại
tăng lên tế bào chỉ tạo thành 2mol ATP/mol 2 mol glucose khi lên men so với 38
ATP/mol glucose khi hô hấp. Hiện tượng trên chịu sự điều chỉnh của một số cơ chế
trong đó cơ chế cạnh tranh ADP và Pi [17].
Đối với nấm men trong quá trình hoạt động sống, chúng đồng hóa các
monosacarit trong điều kiện yếm khí, thải ra môi trường xung quanh sản phẩm dị
hóa là rượu etylic và khí cacbonic nhờ tác dụng của một phức hệ enzyme. Đây là
một trong những đặc trưng quan trọng của nấm men đã được nhân dân ta ứng dụng
từ lâu đời để sản xuất rượu (rượu ngang, rượu nếp) [10].


11

Chúng ta đều biết, mọi quá trình muốn tiến hành được đòi hỏi phải có năng
lượng. Để thực hiện được các hoạt động sống như sinh trưởng, phát triển và sinh
sản của mình, nấm men đòi hỏi phải có năng lượng. Lên men là quá trình để cung
cấp năng lượng và các hợp chất trung gian cho tế bào nấm men. Nhưng tế bào sống
chỉ sử dụng năng lượng ở dạng hóa năng tàng trữ trong các mạch carbon và được
giải phóng ra trong các phản ứng enzyme do sự chuyển điện tử từ mức năng lượng
này sang mức năng lượng khác. Các phản ứng hóa sinh trong quá trình lên
men là phản ứng chuyển hydro. Các enzyme xúc tác quá trình tách hydro khỏi
cơ chất được gọi là enzyme dehydrogenase. Như vậy lên men là quá trình oxy hóa
khử sinh học [10].
Lên men là quá trình để thu năng lượng qua đó hydro tách ra khỏi cơ chất

được chuyển đến chất tiếp nhận cuối cùng là chất hữu cơ. Hợp chất hữu cơ được
khử rồi đi vào môi trường dinh dưỡng và tích tụ lại trong đó. Trong quá trình lên
men rượu, hợp chất hữu cơ được tích tụ chủ yếu là rượu etylic [10].
Quá trình lên men chuyển hóa đường thành rượu là quá trình sinh hóa phức
tạp, bao gồm một chuỗi các phản ứng theo con đường fructose – 1,6 – diphotphat.
Người ta nhận thấy rằng chu trình Embden – Meyerhof – parnas và chu trình Crep
là trung tâm của các quá trình lên men. Vỡ lẽ những chu trình này đáp ứng được các
yêu cầu về nguồn năng lượng, nguồn carbon và nguồn các chất khử là những yếu tố
rất cần thiết để duy trì các hoạt động sống của tế bào [10].
Các chủng nấm men khác nhau có khả năng đồng hóa (lên men) các nguồn
hydrocarbon khác nhau. Sự khác nhau này do tính chất đặc hiệu, chuyển hóa của
các loại enzyme chứa trong tế bào nấm men quyết định. Nói chung đại bộ phận các
chủng nấm men đều đồng hóa được các monosacarit glucose, fructose... Đối với quá
trình lên men rượu, nguồn hydrocarbon có ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng
rượu. Ví dụ chủng S.cerevisiae XII chỉ lên men được glucose, fructose, sacarose,
galactose và rafinose nhưng không lên men được lactose. Còn đối với chủng S.cerevisiae
lại lên men được glucose, fructose, sacarose, mantose và cả dextrin [10].


12

Dựa vào mối quan hệ với nhiệt độ người ta chia nấm men ra làm 2 loại: loại
lên men ở nhiệt độ thấp (5 – 100C) và loại lên men ở nhiệt độ cao (28 – 320C).
Trong công nghiệp sản xuất rượu người ta sử dụng những chủng nấm men lên men
ở nhiệt độ cao, chủng có khả năng lên men nhanh và mạnh mẽ.
Khi sản xuất rượu từ nguyên liệu chứa tinh bột thì trước hết cần phải chuyển
tinh bột của nguyên liệu đó thành đường đơn giản. Thường thì tinh bột của nguyên
liệu được thủy phân đến mantose và glucose nhờ enzyme amylase.
Muốn có được sản phẩm chủ yếu trong môi trường lên men rượu là rượu
etylic thì tác nhân cung cấp hệ enzyme đặc thù đó phải là giống nấm men

Saccharomyces cerevisiae. Nhờ nấm men này, trong điều kiện sống yếm khí, chúng
có khả năng chuyển hóa đường thành rượu etylic và CO2 một cách hợp thức. Trong
điều kiện yếm khí nấm men không có khả năng chuyển hóa tiếp các ethanol đã được
tạo thành. Có nghĩa là sự lên men sẽ dừng lại ở giai đoạn hình thành và tích lũy
rượu etylic. Như vậy biện pháp kỹ thuật tương ứng là phải lên men trong thùng kín
[18], [29].
Tế bào nấm men có đặc điểm nữa là có khả năng tạo ra các nội enzyme
(endofecmen) nghĩa là những enzyme tiến hành xúc tác ở bên trong tế bào. Như vậy
sự phân li đường sẽ xảy ra ở bên trong tế bào nấm men, còn rượu etylic và CO2
được tạo thành thì đi ra khỏi tế bào và tích tụ trong môi trường.
Xét về mặt hóa học, sự lên men rượu bình thường có thể chia ra 2 thời kỳ:
- Thời kỳ cảm ứng: Ở giai đoạn này, chất tiếp nhận hydro của enzyme
ancoldehydrogenaza là axetandehyt được tạo thành chưa đủ, do đó enzyme sẽ
chuyển hydro đến cho andehyt photphatglixerinic. Dưới tác dụng của enzyme
photphatase, photphatglixerin bị thủy phân để tạo thành glyxerin. Như vậy trong
môi trường sẽ hình thành glixerin và CO2.
- Thời kỳ tĩnh: Đến lúc này lượng axetandehyt là cơ chất bình thường của
enzyme ancoldehydrogenase được tạo thành đã có nhiều, nên enzyme sẽ chuyển
hydro đến cho cơ chất của nó và rượu etylic được hình thành từ đây.
Glyxerin chỉ được tạo nên trong thời kỳ cảm ứng nên no chỉ là sản phẩm phụ
trong môi trường axit.


13

Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình lên men:
C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
Thực tế cho thấy rằng, sự lên men rượu sẽ xảy ra một cách bình thường để
cho ta sản phẩm chủ yếu là rượu và một số sản phẩm phụ khác như glyxerin, dầu
fusel... Chỉ trong điều kiện pH của môi trường từ 4 - 5 và môi trường thật yếm khí.

Trong điều kiện yếm khí sự lên men xảy ra rất mạnh mẽ (nghĩa là rượu etylic tạo ra
rất nhiều) nhưng sự phát triển của tế bào nấm men hầu như không có. Vỡ lẽ khi ấy
nấm men không thu được năng lương để duy trì các hoạt động sống của mình chỉ
bằng cách gây lên men glucose. Khi có không khí thì sự lên men yếu đi vì nấm men
sẽ thu năng lượng cần thiết cho sự phát triển của chúng bằng con đường hô hấp hiếu
khí, nghĩa là bằng cách oxy hóa sinh học glucose đến CO2 và H2O. Hiện tượng kìm
hãm sự lên men rượu dưới ảnh hưởng của oxy gọi là hiệu ứng Pauster.
Trong điều kiện sản xuất, sự lên men rượu sẽ tiến hành một cách thuận lợi
khi ở nhiệt độ 29 -320C [15].
Người ta thấy, nấm men có thể lên men được dịch đường có nồng độ 2530% mặc dù là chậm chạp. Tuy nhiên môi trường thuận lợi cho lên men là chứa từ
10 – 18% đường. Dung dịch đường có nồng độ rất cao sẽ tạo ra áp suất thẩm thấu
lớn gây phá hủy trạng thái sinh lý bình thường của nấm men, thời gian lên men sẽ
kéo dài, sử dụng không triệt để hết đường, đồng thời lượng rượu tạo thành lớn sẽ ức
chế hoạt động của nấm men. Môi trường lên men khi có nồng độ đường quá thấp sẽ
không thuận lợi về kinh tế.
Nồng độ rượu và khí cacbonic cũng có tác dụng kìm hãm đến sự sinh sản
cũng như khả năng lên men của nấm men. Sự sinh sản của nấm men sẽ bị chậm lại
khi nồng độ rượu có trong môi trường là 2% và sẽ bị ngừng lại khi nồng độ rượu là
5%. Khí cacbonic ức chế sự lên men nhưng việc thoát khí CO2 sẽ làm cho môi
trường lên men luôn luôn bị khuấy động, kéo dài được trạng thái lơ lửng của nấm
men do đó làm tăng nhanh sự lên men.
2.2.5. Sự sinh sản của nấm men
Nấm men có hai hình thức sinh sản: hữu tính (bằng bào tử) và vô tính (bằng
nảy chồi hoặc phân cắt tế bào). Tuỳ thuộc vào điếu kiện nuôi cấy tế bào nấm men sẽ
sinh sản theo cách sinh sản vô tính hay cách sinh sản hữu tính.


14

2.2.5.1. Sinh sản vô tính

Nghiên cứu tế bào nấm men dưới kính hiển vi điện tử ta thấy tế bào nấm men
có 4 tip sinh sản vô tính.
•

Tip thứ nhất: Ở nấm men nảy chồi, ví dụ giống Saccharomyces thuộc họ

Saccharomycetaceae, các tế bào mẹ không chuyển trực tiếp các vật liệu vỏ sang tế
bào con, mà ở chỗ các mấu chồi sẽ tổng hợp các vật liệu vỏ tế bào và tích tụ ở đây
để chuyển sang cho tế bào con. Chỗ mấu chồi là các sẹo thường ở đầu cong nhất
của tế bào (ở đó có thể là tròn hoặc xoắn).
•

Tip thứ hai: Ở họ Saccliaromycodaceae giống Saccharomycodes và

Hanseniaspora. Đặc điểm của các giống này là chồi mọc ở vùng cực của tế bào tạo
thành nhiều sẹo. Chồi được tạo thành từ sẹo mọc lên, phần còn lại của vỏ cạnh chồi
được kéo căng ra.
•

Tip thứ ba: Tế bào phân cắt thuộc họ Schizosaccharomycetaceae, giống

Schizo- saccharomyces, có đặc tính sinh sản lưỡng cực ở vỏ tế bào. Vật liệu mới ở
vỏ tế bào chuyển sang rìa từ giữa đến đầu tế bào có dạng vòng tròn ngày càng lớn
rồi tế bào bị phân cắt.
•

Tip thứ tư: Xảy ra ở tế bào nấm men hình trụ Endomyces magnusii. Sự thay

đổi cấu trúc trong phân cắt tế bào là có thể xảy ra ở trên toàn vỏ. Nếu phân cắt thành
nhiều tế bào thì vỏ sẽ tạo thành một số bản mỏng song song nằm ở 2 bên thành vỏ

với các vết sẹo vị trí chia cắt tế bào.
Trong quá trình sinh sản vô tính nhân và tế bào chất từ tế bào mẹ chuyển sang
tế bào con. Trước khi phân cắt nhiễm sắc thể trong nhân cũng chia làm 2 phần bằng
nhau cho tế bào mẹ và tế bào con. Phân từ ADN điều khiển sự biến đổi và tái tạo
nhiễm sắc thể. Sự phân chia này được gọi là milosis (phân bào có tơ, giảm phân hay
phân bào nguyên nhiễm). Trong các thế hệ tế bào được bảo tồn nghiêm ngặt số
lượng ổn định nhiễm sắc thể [15].
2.2.5.2. Sinh sản hữu tính
Sinh sản của nấm men liên quan tới sự tạo thành bào tử nang (túi) của tế bào
sinh dưỡng (vegetation) kèm theo quá trình giảm phân của sự phân cắt của nhân.


15

Trong quá trình nuôi cấy nấm men chuyển đột ngột từ môi trường giàu sang
môi trường nghèo dinh dưỡng, trong khi đó vẫn giữ nguyên độ ẩm, tích tụ các hợp
chất trung gian, đủ oxy của không khí thì tế bào sẽ sinh bào tử nằm trong các túi
được gọi là bào tử nang. Bào tử nang bền với tác nhân bên ngoài như nhiệt độ cao,
khô hạn, nhưng kém bền nhiệt hơn so với bào tử vi khuẩn. Chúng thường chết ở
nhiệt độ 600C, còn bào tử vi khuẩn chết ở nhiệt độ 1200C.
Bào tử nang được tạo thành do kết quả giao hợp hai tế bào có tính đực cái và
phân chia nhân đã thụ thành hợp tử. Trong một nang có từ 1 - 4, đôi khi tới 8 bào tử.
Một chu kỳ từ bào tử nang ban đầu tới bào tử nang mới qua 4, 5, 6 bước tuỳ theo
giống nấm men. Khi gặp điều kiện thuận lợi cho sinh sản vô tính ở môi trường mới
các bào tử nảy mầm thành tế bào mới và nảy chồi tiếp theo trở về sinh sản vô tính.
Trong vòng đời của nấm men có sự luân phiên sinh sản vô tính và hữu tính
với các giai đoạn đơn bội, nhị bội khác nhau.
Giống Saccharomyces với các pha đơn bội, nhị bội thay nhau được chia làm
2 nhóm: Dị tản (heterothallic) và đồng tản (homothallic). Những chủng dị tản có
pha nhị bội và đơn bội bền vững. Tế bào nhị bội có thể sinh sản vô tính lâu dài

không hạn chế, khi gặp điều kiện không thuận lợi sẽ chuyển sang sinh bào tử nang
chứa các bào tử đơn bội [15].
Các chùng nấm men đồng tản khác với dị tản là chúng chỉ có pha nhị bội bền
vững. Bào tử được tách khỏi nang sẽ tạo thành giống nhị bội. Trong các thế hệ của
bào tử riêng biệt xảy ra sự giao phối các tế bào đơn bội, sự tự nhị bội hoá. Ta thấy
hiện tượng này xảy ra giữa các bào tử của hai tế bào chị em hoặc tế bào mẹ với tế
bào con. Kiểu giao hợp ở nấm men đồng tản đã giúp cho các nhà nghiên cứu có một
tập hợp các nòi Saccharomyces vini dùng trong nghề làm rượu vang. Do vậy, các
nòi đồng tản dùng trong mục đích này có nhiều ưu việt.
Song,

ở

một

vài

giống

nấm

men

như

Zygosaccharomyces

và

Schyzosaccharomyces có thời gian dài sinh sản vô tính ở dạng đơn bội. Trước khi tạo

thành bào tử các tế bào đơn bội nhập vào với nhau và tạo thành hợp tử lưỡng bội.
Các hợp tử này được chia ra theo cách giảm phân cho 4 hoặc 8 bào tử đơn bội. Các
bào tử này nảy mầm và lại sinh sản vô tính ở dạng đơn bội.


16

Khi tế bào nấm men tạo thành bào tử thì hoạt động sống và trao đổi chất xảy
ra trong tế bào chậm. Trạng thái này không thích hợp cho sinh sản vô tính. Bởi vậy,
sự tạo thành bào tử là một cách sinh sản nhằm bảo tồn loài xem như giai đoạn phát
triển cá biệt của nấm men [15].
2.2.6. Nhu cầu dinh dưỡng của nấm men
2.2.6.1 Dinh dưỡng carbon (C)
Các hợp chất hữu cơ khác nhau như các loại đường và dẫn xuất, các rượu,
axit hữu cơ, axit amin... có thể là nguồn dinh dưỡng carbon của nấm men. Ở đây
cũng cần phải lưu ý rằng, hầu hết các loài nấm men đều không có enzym
polyhydrolase trong đó có enzym amylase và cellulase. Vì vậy nấm men không sử
dụng trực tiếp được tinh bột cũng như cellulose và hemicellulose. Gần đây có một
số công trình nghiên cứu cho biết một số chủng thuộc giống Candida có hoạt tính
amylase ngoại bào, song vẫn chưa đưa các chủng này vào sản xuất công nghiệp
cũng như trong thực tế.
Các nguồn C dinh dưỡng trước hết phải kể đến các loại đường. Đường
glucose thuộc loại đường 6 (hexose) được tất cả các loài nấm men sử dụng. Glucose
được coi như nguồn C vạn năng đối với vi sinh vật. Nhiều loài nấm men, trong đó
có giống Saccharomyces lên men rượu, không sử dụng được pentose.
Tỷ số các đường được nấm men sử dụng là đặc điểm riêng của từng loài.
Qua đây ta có thể xây dựng được phương pháp chuẩn đoán các loài nấm men. Phần
lớn các loài thuộc giống Saccharomyces khác nhau giữa chúng trước hết là quan hệ
với các loại đường trong quá trình trao đổi chất hydratcarbon. Đối với nguồn carbon
khác như các loại rượu và axit hữu cơ thì mối quan hệ này là giống nhau ở tất cả các

loài của cùng một giống.
Axit acetic và glucose được sử dụng đồng thời. Như là một quy luật, trong
môi trường có một hỗn hợp các nguồn C thì nguồn nào cung cấp cho nấm men sinh
trưởng tốt sẽ được sử dụng trước.
Trong nuôi cấy liên tục nấm men có tốc độ sinh trưởng cùng với tốc độ pha
loãng của môi trường thì những hợp chất có nhiều C trong phân tử sẽ được sử dụng
sau cùng.