Nghiên cứu tính chống chịu và khả năng lên men rượu của một số chủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC
------   ------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu tính chống chịu và khả năng lên men rượu của
một số chủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae)

Sinh viên thực hiện
Ngành

: Đinh Thị Phương
: Công nghệ sinh học

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Văn Giang

“Khóa luận đệ trình Khoa CNSH, Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội là một phần yêu cầu của
trình độ đại học ngành Công nghệ sinh học".

HÀ NỘI - 2011


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: thầy giáo TS.
Nguyễn Văn Giang và thầy giáo TS. Đặng Xuân Nghiêm về những hướng dẫn tận tình,
chu đáo bên cạnh những kiến thức xã hội bổ ích khác.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Thầy giáo TS. Phạm Hồng Thái đã
giúp tôi hoàn thành khóa luận này.

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Thị Bích Lưu và toàn thể cán bộ bộ
môn Sinh học phân tử và Công nghệ vi sinh – khoa Công nghệ sinh học – Trường đại
học Nông nghiệp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường Đại học Nông nghiệp Hà
Nội đã tận tình dạy bảo tôi trong 4 năm qua.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn tới những người thân trong gia đình đã luôn chăm lo,
động viên tôi, và toàn thể bạn bè đã cộng tác giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề
tài tốt nghiệp.
Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2010.

Sinh viên

Đinh Thị Phương

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................i
MỤC LỤC.................................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................iv
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................v
TÓM TẮT...................................................................................................................vi
PHẦN I. MỞ ĐẦU.......................................................................................................1

PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...........................................................................4
2.1. Giới thiệu chung về nấm men (Saccharomyces cerevisiae).............................................4
2.1.1. Nguồn gốc, phân loại:...............................................................................................4
2.1.2. Đặc điểm chính của nấm men...................................................................................6
2.1.3. Yêu cầu về dinh dưỡng và ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng...........................9
2.1.4. Sức chống chịu của nấm men..................................................................................11
2.1.5. Vai trò của S. cerevisiae trong đời sống..................................................................13
2.2. Rượu và vai trò của nấm men trong sản xuất rượu........................................................14
2.2.1. Rượu........................................................................................................................14
2.2.2. Vai trò của nấm men trong sản xuất rượu...............................................................17
PHẦN III. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................19

3.1. Vật liệu................................................................................................................. 19
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................19
3.1.2. Thiết bị....................................................................................................................19
3.1.3. Hoá chất..................................................................................................................20
3.2. Môi trường.....................................................................................................................20
3.3. Các phương pháp nghiên cứu........................................................................................21
3.3.1. Phân lập các chủng nấm men S. cerevisiae.............................................................21
3.3.2. Giữ giống................................................................................................................22
3.3.3. Một số phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của S. cerevisiae...................22
3.3.4. PCR xác nhận các chủng nấm men.........................................................................23
3.3.5. Xác định sự sinh trưởng theo mật độ quang...........................................................25
3.3.6. Đánh giá khả năng chịu lạnh...................................................................................25

ii


3.3.7. Đánh giá khả năng chịu khô hạn.............................................................................27
3.3.8. Đánh giá khả năng chịu áp suất thẩm thấu.............................................................27

3.3.9. Đánh giá khả năng chịu mặn...................................................................................28
3.3.10. Đánh giá khả năng chịu cồn..................................................................................28

PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................31
4.1. Phân lập, tuyển chọn các chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae..........................31
4.2. PCR xác nhận các chủng nấm men................................................................................32
4.3. Một số đặc điểm sinh học của các chủng nấm men nghiên cứu trong đề tài.................33
4.4. Sự sinh trưởng theo mật độ quang của các chủng nấm men..........................................37
4.5. Khả năng chịu lạnh của các chủng nấm men nghiên cứu trong đề tài...........................40
4.6. Khả năng chịu khô hạn của các chủng nấm men...........................................................43
4.7. Khả năng chịu áp suất thẩm thấu của các chủng nấm men nghiên cứu trong đề tài......45
4.8. Khả năng chịu mặn của các chủng nấm men nghiên cứu trong đề tài...........................49
4.9. Khả năng chịu cồn của các chủng nấm men nghiên cứu trong đề tài............................51
4.11. Khả năng lên men rượu................................................................................................53
4.12. Vai trò của nấm men trong quy trình sản xuất rượu truyền thống...............................55

PHẦN V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................57
5.1. Kết luận..........................................................................................................................57
5.2. Kiến nghị........................................................................................................................57

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................58

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
S. cerevisiae/yeast :

Saccharomyces cerevisiae.

YPD

:

Yeast peptone dextrose.

OD

:

Optical density.

DNA

:

Deoxyribonucleic acid.

NST

:

Nhiễm sắc thể.

PCR

:

Polymerase chain reaction.

CO2

:

Carbon dioxide

iii


GDP

:

Glycerol 3-phosphate dehydrogenase.

RNA

:

Ribonucleic acid

To

:

Thời điểm bắt đầu.

TS

:

Tiến sĩ.

ThS

:

Thạc sĩ.

KS

:

Kỹ sư.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Tên máy móc, thiết bị dùng trong đề tài......................................................................19
Bảng 2. Hóa chất sử dụng.........................................................................................................20
Bảng 3. Kết quả phân lập các mẫu men rượu..............................................................................30
Bảng 4. Các chủng nấm men dùng trong đề tài...........................................................................31
Bảng 5. Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của các chủng nấm men...............................33

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Một tế bào nấm men đang mọc chồi..............................................................................6
Hình 2. Các tế bào nấm men và cấu tạo bên trong tế bào...........................................................6
Hình 3. Chu kỳ sống của nấm men.............................................................................................9
Hình 4. Sản phẩm của các phản ứng colony-PCR....................................................................32
Hình 5. Khuẩn lạc và tế bào nấm men......................................................................................36
Hình 6. Đường cong sinh trưởng của các chủng nấm men ở 30o.............................................38
Hình 7. Tỷ lệ sống sót của các chủng nấm men sau khi được đông đá và làm tan...................41

Hình 8. Tỷ lệ sống sót của các chủng nấm men ở 30oC, độ ẩm 75%.......................................43
Hình 9. Tốc độ sinh trưởng tại nồng độ đường 15%................................................................45
Hình 10. Tốc độ sinh trưởng tại nồng độ đường 25%..............................................................45
Hình 11. Tốc độ sinh trưởng của các chủng nấm men ở nồng độ muối NaCl 1M...................48
Hình 12. Đường cong sinh trưởng tại nồng độ cồn 5%............................................................51
Hình 13. Khả năng sinh CO2 của các chủng nấm men.............................................................53

TÓM TẮT
Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi miêu tả các đặc điểm di truyền và khảo sát
khả năng sinh trưởng, sức chống chịu stress, khả năng lên men rượu và vai trò của nấm

v


men trong sản xuất rượu truyền thống của 10 chủng nấm men (Saccharomyces
cerevisiae) phân lập từ nhiều loại men rượu.
Kết quả các thí nghiệm đã cho thấy, các chủng nấm men nghiên cứu có sự khác
nhau đáng kể về các đặc tính được khảo sát. Tốc độ sinh trưởng ở 30 oC trong môi
trường YPD mạnh nhất thuộc chủng SACNTB2. Khả năng chịu đông lạnh của chủng
SACNCB là tốt nhất (90,29%). Khả năng chịu hạn cao nhất là chủng SACNSL1
(79,84%). Năng suất sinh khối ở môi trường YPD của tất cả các chủng đạt cực đại với
nồng độ đường sucrose 15%. Nồng độ đường sucrose 25% gây stress thẩm thấu đối
với nấm men làm tốc độ sinh trưởng của chúng chậm lại. Sinh trưởng của nấm men
giảm xuống ở nồng độ cồn 5% và bị giới hạn ở nồng độ cồn 12%. Chủng SACNCB
thể hiện khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao trong các thí nghiệm xác định tốc độ sinh
trưởng ở nồng độ đường cao, nồng độ cồn cao đồng thời chống chịu tốt ở thí nghiệm
chịu đông lạnh. Khả năng lên men rượu của các chủng SACNSL1, SACNSL2,
SANA1 rất kém, các chủng SACNCB, SACNTB1, SACNTB2, SABG lên men rượu
tốt. Nấm men đóng vai trò quyết định đối với năng suất rượu truyền thống.
Kết quả và các phương pháp mới trong nghiên cứu này có thể dùng làm cơ sở

cho các nghiên cứu dùng để tuyển chọn các chủng nấm men có các đặc tính tốt, đồng
thời phối trộn chúng với các chủng vi sinh vật khác ứng dụng trong sản xuất để nâng
cao chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các chế phẩm probiotic phục vụ chăn nuôi. Ngoài
ra, các chủng nấm men này còn có thể nghiên cứu thêm để sử dụng rộng rãi trong
nhiều ngành công nghiệp khác như công nghiệp đồ uống có cồn, công nghiệp sản xuất
bánh mì,v.v.

vi


PHẦN I. MỞ ĐẦU
Nấm men (Saccharomyces cerevisiae) đã được dùng để lên men rượu cũng như
nhiều đồ uống có cồn khác trong suốt hàng ngàn năm qua. Nấm men cũng là vi sinh
vật nhân chuẩn (Eukaryote) mẫu được sử dụng rộng rãi nhất trong nghiên cứu sinh học
tế bào, sinh học phân tử, di truyền học, v.v. Chính vì vậy, nấm men chính là sinh vật
nhân chuẩn đầu tiên được giải trình tự toàn bộ genome vào năm 1996. S.cerevisiae ở
thể lưỡng bội chứa 16 cặp nhiễm sắc thể, có kích thước khác nhau từ 200 – 2.200 kb.
So với các sinh vật nhân chuẩn đa bào khác nấm men có khoảng trên 6000 gen khác
nhau mã hoá cho tất cả các phân tử protein được tổng hợp trong tế bào và nấm men có
bộ gen rất nhỏ gọn (Dujon, 1996).
S. cerevisiae được sử dụng để lên men rượu, lên men bia, sử dụng trong sản
xuất rượu vang và sâm panh, sử dụng trong công nghệ thực phẩm để lên men bánh mỳ
v.v (Nguyễn Lân Dũng và cộng sự, 2001); Trong y học, S. cerevisiae được dùng để sản
xuất insulin tái tổ hợp chữa bệnh tiểu đường, hay mới gần đây để sản xuất văc-xin
viêm gan B (Nguyễn Thị Phương Trang và cộng sự, 2007). Rất nhiều tác dụng của S.
cerevisiae được phát hiện và ứng dụng trong cho cuộc sống của con người. Nghiên
cứu ứng dụng nấm men bắt đầu bằng việc phân lập, phân loại, chọn lựa, lai tạo các
chủng nấm men có các tính trạng kinh tế tốt để dùng vào sản xuất thực phẩm, đồ uống
có cồn cũng như thức ăn chăn nuôi (Myers và Attfield,1999; Meric et al., 1995; Trần
Văn Hiếu và cộng sự, 2006; Đậu Ngọc Hào và Phạm Minh Hằng, 2000; Đậu Ngọc

Hào, 2000; Lê Thành Tâm, 1996; Lê Thành Tâm và cộng sự, 1989; Nguyễn Đình
Dũng và cộng sự, 1980). S. cerevisiae còn được sử dụng để biểu hiện các protein hay
enzyme tái tổ hợp phục vụ nhiều mục đích khác nhau (Ansen et al., 2009; Schoeman
et al., 1999). Ngày càng nhiều chủng nấm men S. cerevisiae được lai tạo và biến đổi
gen với khả năng lên men nhanh hơn, chất lượng lên men tốt hơn, thành phần dinh
dưỡng quý hơn và sức chống chịu cao với các điều kiện bất lợi của môi trường đã
được tạo ra.
Trong sản xuất rượu nói riêng và sản xuất lên men nói chung, ngoài nguyên liệu
ban đầu, hệ vi sinh vật là một yếu tố rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc,

1


mùi vị, hương vị của sản phẩm. Vi sinh vật trong trong sản xuất rượu như: nấm men,
nấm mốc, vi khuẩn, ... có vai trò trong hai quá trình chính là đường hóa và lên men.
Trong đó nấm men đóng vai trò quan trọng nhất đối với lên men nhờ khả năng chuyển
đường thành rượu (Battcock and Ali, 1993; Nout and Aidoo, 2002). Khả năng sinh
trưởng, khả năng chống chịu và đặc biệt là khả năng lên men rượu của nấm men ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng rượu. Giống nấm men Saccharomyces cerevisiae có
nhiều ưu điểm: lên men nhanh và sâu các loại đường, kết lắng tốt do đó dễ tách sinh
khối nấm men ra khỏi dịch lên men, tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu, bền vững với
rượu, acid và các chất sát trùng.
Hiện nay sản phẩm rượu cổ truyền Việt nam chủ yếu vẫn được sản xuất ở quy
mô hộ gia đình, chất lượng thấp và tiểm ấn nhiều nguy cơ không đảm bảo vệ sinh an
toàn thực phẩm. Việc sử dụng bánh men làm nguồn giống vi sinh vật được sản xuất
theo kinh nghiệm tại các làng nghề với các chủng giống không được kiểm soát, hoạt
lực thấp và chất lượng không đồng đều chính là nguyên nhân chính của các nhược
điểm này. Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật thuần khiết, có hoạt tính cao
và tính chống chịu tốt trong đó có nấm men để sản xuất rượu truyền thống cũng như ở
quy mô công nghiệp góp phần nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm.

Vì thực tế nêu trên chúng tôi chọn đề đề tài: “Nghiên cứu tính chống chịu và
khả năng lên men rượu của một số chủng nấm men (Saccharomyces cerevisiae)”.
Đây là cơ sở để chọn tạo ra và bảo tồn những chủng nấm men tốt sử dụng trong công
nghệ lên men rượu và các ứng dụng khác trong công nghiệp đồ uống, công nghiệp
thực phẩm.
Mục tiêu của đề tài
 Mục tiêu chung:
Tuyển chọn và bảo tồn các chủng nấm men S. cerevisiae có khả năng sinh
trưởng mạnh, có sức chống chịu tốt đồng thời lên men nhanh và hiệu quả để ứng dụng
trong công nghệ sản xuất đồ uống, công nghệ thực phẩm đặc biệt là trong sản xuất
rượu có chất lượng cao.
 Mục tiêu cụ thể:
 Sưu tầm và phân lập được các chủng nấm men thuần.
 Mô tả các đặc điểm di truyền của các chủng nấm men dùng trong đề tài.

2


 Khảo sát tốc độ sinh trưởng của 10 chủng nấm men trong đề tài.
 Đánh giá khả năng chống chịu của các chủng nấm men với các điều kiện bất
lợi.
 Khảo sát khả năng lên men rượu của các chủng nấm men.
 Tìm hiểu vai trò của nấm men trong quy trình lên men rượu truyền thống.

3


PHẦN II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về nấm men (Saccharomyces cerevisiae)
2.1.1. Nguồn gốc, phân loại:

Từ thời kỳ tiền sử, loài người đã biết ép nước quả và ngâm hạt để làm rượu
vang, bia và làm nở bột nhờ quá trình lên men của nấm men. Tinh bột hoặc đường
được chuyển hoá thành rượu thông qua hoạt động của các enzyme do nấm men sinh ra.
Quá trình lên men diễn ra ở nhiệt độ phòng với nhịp điệu bình thường, chậm. Nhà bác
học Ðức Liebig (1803 - 1873) đã quan sát thấy một quá trình hóa học xảy ra trong quá
trình lên men. Ông khẳng định không có một “lực sống” nào tham gia vào quá trình ấy
và quá trình giống như sự chuyển hóa trong cơ thể sống, nhưng nó xảy ra không có
chất sống tham gia (John, 2004).
Ngay từ thời Leewenhoek, người ta đã biết nấm men bao gồm những hạt hình
cầu nhỏ bé không có dấu hiệu của sự sống. Vào những năm 1836 và 1837, các nhà
sinh học, trong đó Schwann, đã quan sát thấy quá trình nảy chồi ở nấm men tạo nên
những hạt cầu nhỏ bé mới là dấu hiệu biểu hiện rõ rệt của sự sống. Các nhà sinh học
nói nhiều về những tế bào nấm men, nhưng Liebig đã bác bỏ những nhận định đó
(John, 2004).
Nhà bác học Pháp là Louis Pasteur (1822 - 1895) đã bảo vệ bản chất sống của
nấm men. Năm 1856 những người Pháp nấu rượu vang đã mời ông làm cố vấn. Rượu
vang và bia được bảo quản lâu thường bị chua và gây thiệt hại lớn về kinh tế. Các nhà
hóa học có thể giúp đỡ được gì không? Pasteur đã phát hiện ra quy luật khá lý thú là
rượu vang và bia được bảo quản tốt có chứa những tế bào nấm men tròn, nhỏ còn khi
chất nước đó bị chua thì những tế bào nấm men bị kéo dài ra. Như vậy có hai loại nấm
men: loại tạo thành rượu và loại làm rượu chua dần. Ðun nóng nhẹ sẽ giết chết các tế
bào nấm men và làm ngừng quá trình gây chua. Nếu người ta làm đúng lúc sau khi đã
hình thành rượu nhưng chưa bắt đầu có sự gây chua thì có thể bảo quản được rượu
vang. Thực tiễn đã xác nhận những kết luận của Pasteur là đúng. Khi nghiên cứu quá
trình này, Pasteur đã làm sáng tỏ hai mặt của vấn đề. Thứ nhất, các tế bào nấm men là
những cơ thể sống, vì chỉ cần đun nóng nhẹ là có thể thủ tiêu khả năng lên men; tế bào

4

vẫn còn, không bị phá hủy, nhưng trong chúng sự sống đã bị hủy diệt. Thứ hai, chỉ có
những tế bào nấm men sống mới gây ra sự lên men (John, 2004).
Ngày nay, khi đã có rất nhiều nghiên cứu về nấm men thì chúng ta biết
Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp
đồ uống có cồn như bia và các loại rượu, ngành thực phẩm như bánh mỳ, thực phẩm
chức năng, y học, mỹ phẩm, v.v. Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là loại vi
sinh vật được sản xuất với quy mô lớn nhất trên thế giới.
Giống (chi) Saccharomyces có khoảng 40 loài và các loài được biết nhiều do
chúng được ứng dụng trong sản xuất bia, rượu hay trong việc làm nở bánh mỳ, v.v.
Chúng hiện diện trong các sản phẩm có đường, trái cây chín, đất, phấn hoa, v.v.
Các chủng nấm men nghiên cứu có vị trí phân loại theo Yelinov N (1996) như sau:
Lớp: Ascomycetes
Bộ: Saccharomyateae
Họ: Saccharomycetaceae
Chi: Saccharomyces
Một số loài đại diện:

Saccharomyces bayanus

Saccharomyces monacensis

Saccharomyces boulardii

Saccharomyces norbensis

Saccharomyces bulderi

Saccharomyces paradoxus

Saccharomyces cariocanus

Saccharomyces pastorianus

Saccharomyces cariocus

Saccharomyces spencerorum

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces turicensis

Saccharomyces chevalieri

Saccharomyces unisporus

Saccharomyces dairenensis

Saccharomyces uvarum

Saccharomyces ellipsoideus

Saccharomyces zonatus

Saccharomyces martiniae
Trong đó loài được con người sử dụng phổ biến nhất là S. cerevisiae.

5


2.1.2. Đặc điểm chính của nấm men

 Hình thái bên ngoài:
Tế bào S. cerevisiae đa số có hình bầu dục, hình ô van, hình elip. Kích thước tế
bào theo đường kính lớn từ 5 - 10 μm và kích thước đường kính nhỏ từ 1 - 7 μm. Kích
thước tế bào của nấm men thay đổi theo độ tuổi và mức độ đa bội. Tế bào lưỡng bội
thường lớn hơn tế bào đơn bội.
 Cấu tạo:
Nấm men S. cerevisiae có cấu tạo tế bào khá phức tạp, gần giống như tế bào
thực vật với đầy đủ các thành phần cấu tạo như thành tế bào, màng tế bào chất, tế bào
chất, ty thể, riboxom, nhân, không bào và các hạt dự trữ (Rosini et al., 1982; Dan et
al., 2000).

Hình 1. Một tế bào nấm men đang mọc chồi
Cell wall (thành tế bào), Nucleus (nhân), Mitochondria (ty thể), Vacuole (không bào), spindle
(điểm mọc chồi). Nguồn />
Hình 2. Các tế bào nấm men và cấu tạo bên trong tế bào
A: Hình ảnh các tế bào nấm men S. cerevisiae; B: Cấu tạo bên trong tế bào nấm men. Nguồn
/>
6


Thành tế bào: cấu tạo chủ yếu là polysaccharide như glucan, mannan và
chitin. Trong và ở hai bề mặt thành tế bào có protein, lipoprotein và các enzyme khác
nhau. Trên thành tế bào có nhiều lỗ, qua đó các chất dinh dưỡng hòa tan đi qua thành
và màng tế bào vào trong tế bào để tham gia quá trình trao đổi chất trong tế bào.
Nguyên sinh chất: Là chất lỏng nhớt, có độ nhớt gấp 800 lần so với nước,
có cấu tạo từ các chất protein, lipid và carbohydrate. Các quá trình lên men quan trọng
nhất đều xảy ra ở nguyên sinh chất.
Nhân: Nhân tế bào nấm men là nhân điển hình, có màng nhân, bên trong là
chất dịch nhân có chứa hạch nhân. Cũng như nhân tế bào của vi sinh vật bậc cao, nhân
tế bào nấm men ngoài DNA còn có protein và nhiều loại enzyme. Hạch nhân của tế

bào nấm men không phải chỉ gồm một phân tử DNA như ở vi khuẩn mà đã có cấu tạo
nhiễm sắc thể điển hình, có thể thực hiện quá trình phân bào nguyên nhiễm còn gọi là
gián phân. Quá trình gián phân gồm 4 giai đoạn như ở vi sinh vật bậc cao. Số lượng
nhiễm sắc thể trong tế bào nấm men đơn bội là 16 (Lodder, 1971).
Ty thể: Khác với vi khuẩn, nấm men đã có ty thể giống như ở tế bào bậc
cao, đó là cơ quan sinh năng lượng của tế bào. Ty thể nấm men có hình bầu dục, được
bao bọc bởi hai lớp màng, màng trong gấp khúc thành nhiều tấm răng lược hoặc nhiều
ống nhỏ làm cho diện tích bề mặt của màng trong tăng lên. Cấu trúc của hai lớp màng
ty thể giống cấu trúc của màng nguyên sinh chất. Trên bề mặt của màng trong có dính
vô số các hạt nhỏ hình cầu. Các hạt này có chức năng sinh năng lượng và giải phóng
năng lượng của ty thể. Trong ty thể còn có một phân tử DNA có cấu trúc hình vòng, có
khả năng tự sao chép. Những đột biến tạo ra tế bào nấm men không có DNA ty thể làm
cho tế bào nấm men phát triển rất yếu, khuẩn lạc nhỏ bé. Trong ty thể còn có cả các
thành phần cần cho quá trình tổng hợp protein như ribosome, các loại RNA và các loại
enzyme cần thiết cho sự tổng hợp protein. Các thành phần này không giống với các
thành phần tương tự của tế bào nấm men nhưng lại rất giống của vi khuẩn. DNA của ty
thể rất nhỏ nên chỉ có thể mang thông tin tổng hợp một số protein của ty thể, số còn lại
do tế bào tổng hợp rồi đưa vào ty thể. Người ta đã chứng minh được quá trình tự tổng
hợp protein của ty thể. Quá trình này bị kìm hãm bởi chloramfenicol giống như ở vi

7


khuẩn, trong khi đó chất kháng sinh này không kìm hãm được quá trình tổng hợp
protein ở tế bào nấm men (Lodder, 1971).
Ribosome của tế bào nấm men có hai loại: 70S và loại 80S. Loại 80S gồm 2
tiểu thể 60S và 40S nằm trong tế bào chất, một số khác gắn với màng tế bào chất. Một
số nghiên cứu đã chứng minh rằng các ribosome gắn với màng tế bào chất có hoạt tính
tổng hợp protein cao hơn. Loại 70S là loại ribosome có trong ty thể (Lodder, 1971).
Không bào: Trong không bào có chứa dịch tế bào, trong đó có muối hòa

tan, enzyme và các chất keo. Ngoài ra trong không bào còn có chất béo, volutin,
glycogen.
Glycogen: hay còn được gọi là tinh bột động vật là chất dinh dưỡng dự trữ
của nấm men. Chất béo không phải là cấu tử nhất thiết phải có trong tế bào. Ở những
tế bào non chất béo có rất ít, tế bào càng trưởng thành thì lượng chất béo cũng tăng
theo.
Volutin: là dẫn xuất của nucleic acid chứa nhiều phốt pho (Lodder, 1971).
 Sinh sản:
S. cerevisiae là điển hình của nấm dị tản lưỡng cực. Dị tản là kiểu có sự lai nhau
giữa hai loại tế bào khác nhau như a với α tạo dạng dị hợp tử lưỡng bội a/α. Ở nấm
men, trong điều kiện bình thường, sự hợp bào và hợp nhân chỉ xảy ra giữa các tế bào
khác nhau về giới tính là a và α do các allele khác nhau của locus MAT quy định. Do
có sự tham gia của 2 allele nên gọi là lưỡng cực.
Chu trình sống của nấm men gồm hai giai đoạn có thể chuyển đổi qua lại. Tế
bào có thể tồn tại ở cả dạng lưỡng bội và cả dạng đơn bội. Trong cả hai trường hợp, tế
bào mẹ sinh sản dinh dưỡng bằng cách tạo chồi giống hệt nó. Thời gian sinh sản hình
thành tế bào mới ở điều kiện tối thích là khoảng 30 - 40 phút, nhưng trong môi trường
bột cần 2,5 - 3 giờ. Tốc độ sinh sản của nấm men phụ thuộc vào thành phần và nồng
độ chất dinh dưỡng của môi trường, nhiệt độ, pH và mức độ hiếu khí. Nhiệt độ thích
hợp cho nấm men sinh sản là 29 - 31°C, pH thích hợp vào khoảng 5 - 5,8 ( Bùi Đức
Hợi và cộng sự, 2009).

8


Hình 3. Chu kỳ sống của nấm men
Budding (bắt đầu nảy chồi), Haploid α (thể đơn bội α), haploid a (thể đơn bội a), conjugation (sự
kết

hợp),

diploid

a/α

(thể

lưỡng

bội

a/α),

spore

(bào

tử).

Nguồn:

/>Khi một chồi phát triển hoàn chỉnh sẽ tách ra khỏi tế bào mẹ, vị trí chồi rời tế
bào mẹ gọi là điểm sinh sản hay sẹo. Khi gặp điều kiện dinh dưỡng không thuận lợi thì
các tế bào khác giới sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành hợp tử, sau đó tế bào tiếp hợp
lưỡng bội nẩy chồi cho ra một tế bào giống hệt nó và mang 16 cặp NST. Trong điều
kiện môi trường bất lợi, tế bào tiếp hợp giảm phân để hình thành 4 tế bào đơn bội
trong đó 2 tế bào đơn bội mang gen a và 2 tế bào đơn bội mang gen α. Túi bào tử này
sẽ chờ khi nào môi trường dinh dưỡng thuận lợi để phát triển sinh sản theo hình thức
nảy chồi (Lodder, 1971). 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 60oC.
2.1.3. Yêu cầu về dinh dưỡng và ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng
Hiện nay người ta nhận thấy quá trình dinh dưỡng của nấm men gồm hai giai
đoạn: chất dinh dưỡng qua màng tế bào chất vào tế bào và chuỗi các phản ứng hoá học
biến đổi chất dinh dưỡng để tổng hợp vật liệu cho tế bào. Môi trường dinh dưỡng chứa
những thành phần có áp suất thẩm thấu khác nhau. Các chất không điện ly như đường

9


sucrose, rượu, axit hữu cơ, amino acid xâm nhập qua màng tế bào bằng cách khuếch
tán theo gradient nồng độ hay vận chuyển thụ động, do sự khác nhau về nồng độ các
chất này giữa tế bào và môi trường. Các ion tích điện trong môi trường như K +, Cl-,
Mg2+, Ca2+ và các ion kim loại khác có thể vào tế bào thụ động theo gradient nồng độ
hay được vận chuyển ngược lại gradient nồng độ (vận chuyển chủ động). Natri có ý
nghĩa rất quan trọng trong sự tăng trưởng của tế bào nấm men. Ion Natri là thành phần
duy nhất di chuyển vào tế bào bằng cả 2 cơ chế: thụ động và chủ động vào tế bào.
Nấm men mang theo cả sucrose, amino acid, ngay cả khi không có sự chênh lệch nồng
độ các chất này giữa tế bào với môi trường.
Thức ăn nuôi tế bào nấm men gồm các hợp chất nitơ, hợp chất khoáng, các
carbohydrate, vitamin và các chất sinh trưởng (Bùi Đức Hợi và cộng sự, 2009). Trước
hết, nấm men tiêu thụ các amino acid sau đó đến các sản phẩm thuỷ phân protein và
hầu như không thể đồng hoá các protein tự nhiên. Các muối luôn là thành phần cần
thiết cho nấm men. Nấm men đồng hóa gần hoàn toàn nitơ của amoniac, còn các
nitrite lại gây độc cho tế bào nấm men.
Nấm men cần thức ăn khoáng có chứa phốt pho, kali, magiê, sắt, v.v. các
vitamin và chất sinh trưởng để một phần tổng hợp trong nội bào, một phần để ở dạng
dự trữ. Nấm men thường được dùng như là nguồn bổ sung đạm và vitamin vì nó có tới
50% protein, giàu vitamin B1, B2, B6, pentotenic acid, folic acid, riboflavin, và biotin
(James et al., 1991).

Các carbohydrate cần cho nấm men như vật liệu xây dựng nên tế bào và nguồn
cung cấp năng lượng. Nấm men tiêu hoá các carbohydrate khác nhau. Nấm men tiêu
hoá các carbohydrate khác nhau nhưng không tiêu hoá lactose và các polysaccaride
cao hơn. Chúng chỉ tiêu hoá trực tiếp các đường đơn giản (sucrose và maltose được
thuỷ phân sơ bộ bằng enzyme của nấm men) (Lương Đức Phẩm, 2009).
Năng lượng hóa học cần thiết cho nấm men do sự chuyển hoá đường trong nội
bào cung cấp. Nấm men có thể phân huỷ đường bằng cách hô hấp hiếu khí hoặc lên
men rượu.
Sự thuỷ phân đường trong điều kiện hiếu khí có thể biểu diễn bằng phương
trình:

10


C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2324.103 J
Sự lên men rượu được biểu diễn bằng phương trình:
C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + 117,32.103 J
Quá trình phân huỷ đường được biểu diễn một cách đơn giản như sau:
Glucose

Các sản phẩm trung gian

Axit pyruvic

CO2 + C2H5OH
(lên men)

CO2 + H2O
(hô hấp)

2.1.4. Sức chống chịu của nấm men
Trong đời sống ngoài tự nhiên cũng như trong các quy trình lên men nhân tạo
nấm men có khi phải trải qua các điều kiện bất lợi của môi trường như: đóng băng, tan
băng, nồng độ đường cao, nồng độ cồn cao, sự khô hạn, và các chất oxi hoá mạnh, v.v.
Các đại phân tử trong tế bào gồm protein, nucleic acid và màng sẽ bị hư hỏng nặng
trong các điều kiện stress. Điều này dẫn tới việc ức chế sự tăng trưởng của tế bào và
khả năng lên men (Jun và Hiroshi, 2009). Để tránh các thiệt hại gây chết, các tế bào
nấm men cần có nhiều cơ chế chống lại stress, ví dụ như sự cảm ứng stress biểu hiện
protein, sự tích tụ các chất chống lại stress hay thay đổi thành phần của màng bằng
việc điều chỉnh sự biểu hiện gen mã hóa các enzyme tương ứng qua sự thúc đẩy bởi
các stress.
Các yếu tố về ngoại cảnh ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển của nấm men là:
nhiệt độ, nồng độ oxi hoà tan hay độ hiếu khí, pH môi trường, hàm lượng sản phẩm
chính tạo ra, thành phần môi trường và các điều kiện khác của môi trường nuôi cấy
cho sinh trưởng của nấm men nhiệt độ tối thích vào khoảng 29 oC - 31oC nhưng với lên

11


men lại không hoàn toàn như vậy. Nhiệt độ lên men ở khoảng 30 oC - 35oC, bắt đầu tích
tụ rượu etylic sớm, tốc độ lên men nhanh và kết thúc sớm nhưng không lên men được
hết đường (Lương Đức Phẩm, 2009). Nhiệt độ không những chỉ ảnh hưởng tới cường
độ lên men và sinh trưởng của nấm men mà còn ảnh hưởng tới sinh tổng hợp các sản
phẩm phụ và thứ cấp (Lương Đức Phẩm, 2009). Nhiệt độ càng cao càng dễ sinh và
tích tụ các sản phẩm loại này. Điều này không có lợi cho chất lượng của sản phẩm
chính. Nhiệt độ và độ hiếu khí có quan hệ chặt chẽ với nhau. Nấm men sinh trưởng
mạnh mẽ ở khoảng thời gian đầu của quá trình lên men (sau pha tiềm phát). Trong thời
gian này dịch lên men có lượng oxi hoà tan và nhiệt độ rất thích hợp cho nấm men
sinh trưởng và lên men. Nhiệt độ quá thấp cũng ảnh hưởng tới khả năng sinh trưởng và
lên men của nấm men (Baguena et al., 1991; Almeida và Pais, 1996).

Độ hiếu khí được thể hiện bằng lượng oxi hoà tan trong môi trường, đơn vị tính
là mg O2/l lít môi trường. Ở điều kiện nhiệt độ càng cao lượng oxi hoà tan càng thấp.
Oxi hoà tan vào môi trường lỏng ở dạng bọt khí nhỏ làm kích thích sinh sản của nấm
men và tạo điều kiện cho tế bào nấm men hô hấp. Trong môi trường có khuấy trộn và
thổi khí làm cho bọt khí phân tán nhỏ và đều hơn, do đó tế bào nấm men được tiếp xúc
với chất dinh dưỡng và oxi tốt hơn.
pH của môi trường có ảnh hưởng tới đời sống của nấm men, trong quá trình
nuôi thì pH giảm dần hay tăng độ chua do sự tạo thành CO 2 và các axit hữu cơ trong
quá trình (Lương Đức Phẩm, 2004).
Khí CO2 cũng như là chất trao đổi tự nhiên, ở nồng độ xác định nó có thể kìm
hãm hoặc thậm trí đình chỉ sinh sản nấm men (Lương Đức Phẩm, 2004). CO 2 cao làm
quá trình hô hấp chậm lại .
Rượu etylic được tích tụ khi nấm men sinh trưởng phát triển và chúng tích tụ
càng ngày càng nhiều. Hàm lượng rượu cao dần sẽ làm cho nấm men sinh trưởng
chậm dần và đến một nồng độ nào đó có thể sẽ làm cho nấm men dừng hẳn sự phát
triển (Dan et al., 2000).
Thành phần môi trường nuôi cấy và lên men có ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng
của nấm men và trao đổi chất trong tế bào, đặc biệt có thể quyết định cả hiệu suất lên
men hoặc chuyển hướng lên men từ sản phẩm này sang sản phẩm khác. Đường và các

12


chất hoà tan khác trong môi trường tạo áp suất thẩm thấu, áp suất thẩm thấu thường
chênh lệch giữa tế bào nấm men và môi trường nuôi cấy. Sự chênh lệch này làm cho
các chất dinh dưỡng dễ hoà tan vào môi trường tế bào qua màng và sản phẩm của tế
bào hòa tan vào môi trường. Áp suất thẩm thấu quá cao gây hiện tượng khô sinh lý teo
chất nguyên sinh dẫn tới nấm men không sinh trưởng được, áp suất thẩm thấu thường
chênh lệch giữa tế bào nấm men và môi trường nuôi cấy. Sự chênh lệch này làm cho
các chất dinh dưỡng dễ hoà tan vào môi trường tế bào qua màng và sản phẩm của tế

bào hoà tan vào môi trường và tổng sinh khối giảm, thậm chí tế bào sẽ ngừng phát
triển.
Nhiều năm trở lại đây, nấm men được phát triển bằng cách sử dụng các kĩ thuật
nuôi cấy, sử dụng công nghệ sinh học để làm thay đổi mức độ hoạt động trao đổi chất
như quá trình chuyển hoá carbon, chuyển hoá nitơ, cũng như các phản ứng chống lại
stress của môi trường (Higgin et al., 2001; Tanaka et al., 2006).
2.1.5. Vai trò của S. cerevisiae trong đời sống
S. cerevisiae là nấm men không gây bệnh. Các ngành khoa học: di truyền học,
sinh học phân tử, hóa sinh trao đổi chất, v.v. đã dùng nó như một sinh vật mẫu trong
các thí nghiệm (Dynamac, 1990). Trong nhiều thế kỷ, khả năng sinh ethanol và CO 2
của S. cerevisiae được lợi dụng để sản xuất nước giải khát có cồn, ethanol (Irfana et
al., 2009) và bánh mỳ; ứng dụng nhiều trong y học (Dae-Kyun et al., 2006); sản xuất
thực phẩm chức năng, sản xuất thực phẩm chức năng, thức ăn chăn nuôi, v.v. Ngày
nay, khoảng trên 2 triệu tấn S. cerevisiae được dùng trên toàn thế giới mỗi năm
(Bernard và Jack, 2003). Ngoài vai trò sinh học - công nghiệp quan trọng, S.
cerevisiae còn là đối tượng nghiên cứu có ý nghĩa, đặc biệt là làm mô hình mẫu để
nghiên cứu các sinh vật nhân chuẩn khác bao gồm cả con người (Johnson et al., 1998;
Johnson et al., 2006). Nhiều gen liên quan tới chu kỳ phân chia tế bào của S.
cerevisiae tương tự các gen ở người (Clare et al., 1996). Hiểu biết về những gen này
đã giúp phân lập và mô tả đặc trưng các gen gây bệnh ung thư ở người (Michael et al.,
2002; George và Gary, 1998). Đồng thời, hệ di truyền của nấm men được sử dụng rộng
rãi, nhiễm sắc thể nấm men nhân tạo là công cụ không thể thiếu được trong nghiên cứu
tổ chức vật chất của DNA người (Saha et al., 1998). Tháng 4 năm 1996, S. cerevisiae

13


trở thành sinh vật nhân chuẩn đầu tiên có bộ nhiễm sắc thể được giải mã hoàn toàn,
việc này càng làm tăng thêm vai trò của nó trong nghiên cứu cơ bản (Dujon, 1996).
Ngoài việc sử dụng S. cerevisiae trong chế biến thực phẩm, người ta còn sử dụng rộng

rãi nó để sản xuất các thành phần phân tử của tế bào như lipid, protein (Bigelis, 1985;
Stewart và Russell, 1985).
2.2. Rượu và vai trò của nấm men trong sản xuất rượu
2.2.1. Rượu
Sản phẩm rượu đã được biết đến từ cách đây hơn ba thế kỉ (Smith và Ferdinand,
1940). Rượu là những hợp chất hữu cơ có một hay nhiều nhóm OH nối với nguyên tử
cacbon no (nếu hợp chất có nhóm OH ở nguyên tử cacbon không no của dãy mạch không
vòng thì được xếp vào loại enol; hợp chất có nhóm OH ở cacbon của vòng thơm
được xếp vào loại phenol). Tuỳ theo số lượng nhóm OH có trong phân tử mà phân biệt
monol, điol, triol và poliol.
Cồn (hay còn gọi là ethanol) có công thức hóa học là C 2H5OH, là chất lỏng
không màu, có mùi đặc trưng, vị cay, nhiệt độ sôi là 78,3 oC, khối lượng riêng ở 15oC là
0,79356g/m3, hóa rắn ở -114,15oC và tan trong nước với bất kì tỷ lệ nào
( />
Thường các loại đồ uống có chứa cồn được chia theo nồng độ cồn có bên
trong :
Kefia : sữa lên men, có nồng độ cồn khoảng 3%.
Bia : nồng độ cồn 1-12%, thường ở khoảng 5%.
Rượu vang : nồng độ cồn 7-14%, thường vào khoảng 12%.
Rượu mùi : nồng độ cồn 15-75%, thông thường dưới 30%.
Rượu mạnh : nồng độ cồn 30-55%. Dân gian thường gọi là rượu.
Rượu chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống con người. Rượu là chất dinh
dưỡng, nếu sử dụng trong chừng mực có tác dụng thư giãn cơ thể, giảm căng thẳng,
tạo cảm giác hưng phấn, giúp ngủ ngon hơn, cải thiện lưu thông máu. Sản phẩm rượu
được người dân khắp nơi trên thế giới sử dụng để tăng cường sức khỏe. Hơn nữa, uống
rượu trong các dịp lễ tết là truyền thống đã có từ lâu đời và vẫn còn duy trì, phát triển
cho đến ngày nay.

14

Các nguyên liệu trong sản xuất rượu
Các loại rượu truyền thống hiện nay sử dụng bánh men là rượu nếp than, rượu
cao độ và rượu cần. Để sản xuất rượu người ta sử dụng các nguyên liệu sau đây:
Tinh bột: Nguyên liệu chính để sản xuất rượu là các loại ngũ cốc có hàm lượng tinh
bột cao thông dụng như gạo tẻ, gạo nếp, gạo lứt, gạo nương lúa mạch, ngô hạt,
mầm thóc, sắn, hạt mít, hạt dẻ, hạt bo bo v.v. Tuy một số vùng miền có những
nguyên liệu đặc trưng (như mầm thóc, ngô, hạt mít, hạt dẻ v.v.), nhưng nói chung các
loại gạo nếp cho thành phẩm rượu được ưa chuộng nhất trong cộng đồng tại khắp các
vùng miền do gạo rất thơm và rượu có độ ngọt nhất định. Các loại gạo nếp như nếp cái
hoa vàng, nếp bông chát, nếp ruồi, nếp mỡ, nếp mường, nếp sáp, nếp thơm, nếp
hương, nếp ngự, nếp quạ, nếp cái, nếp tiêu, nếp sột soạt, nếp ba tháng v.v. được sử
dụng nấu rượu cho thấy sự đa dạng và đôi khi là sự kén chọn hết sức cầu kỳ tại các gia
đình nghệ nhân làm rượu. Rượu nấu bằng các loại gạo tẻ thường mang tính phổ thông,
vùng miền nào cũng có thể sản xuất và tiêu thụ được, tuy nhiên có một số loại gạo tẻ
ngon được lựa chọn nấu rượu như gạo cúc, gạo co, gạo trì, gạo ba trăng, gạo trăng
biển, gạo tứ quý, gạo nhe, gạo bắc thơm, gạo tám, gạo nàng hương v.v. vẫn cho những
chén

rượu

quý

ngọt

ngào

hương

vị.

(Nguồn

/>
page=ruou&id=37&idmenu=1&idsubmenu=3).

Ngoài ra người ta còn sản xuất rượu từ rỉ đường của các nhà máy đường. Trong
rỉ đường, chất khô chiếm 80-85%, nước 15-20%. Trong chất khô, đường chiếm 60%
trong đó 25-30 % sacrose, 20-25% đường khử (glucose, fructose), còn lại là các chất
phi đường.
Men rượu: Men rượu là hỗn hợp chất hữu cơ như lúa, ngô, sắn, khoai... trong
đó có chứa các vi sinh vật phục vụ cho quá trình sản xuất rượu. Men rượu được chia
làm 2 loại:
Men rượu truyền thống chỉ được làm ở các hộ gia đình theo kinh nghiệm, chưa
được đăng kí nhãn hiệu hàng hoá và chưa được chứng nhận an toàn thực phẩm. Men
rượu truyền thống được chế từ nhiều loại thảo dược (thuốc Nam, thuốc Bắc) như cam
thảo, quế chi, gừng, hồi, thạch xương bồ, bạch chỉ, xuyên khung, rễ ớt v.v. theo những

15


bí quyết, công thức riêng của từng gia đình. Những công thức này cùng với kỹ thuật ủ
men chất lượng nhiều khi không truyền cho người ngoài nhằm giữ bí quyết rượu của
nghệ nhân độc nhất vô nhị. Nhào trộn hỗn hợp với bột gạo, thậm chí cả bồ hóng và ủ
cho bột hơi nở ra sau đó vo, nắm từng viên quả nhỏ để lên khay trấu cho khỏi dính,
đem phơi thật khô và cất dùng dần.
Men rượu công nghiệp là men rượu sản xuất ở quy mô công nghiệp của doanh
nghiệp sản xuất đã có chứng nhận chất lượng của cơ quan quản lý có thẩm quyền. Mọi
thông tin liên quan về sản phẩm là yêu cầu bắt buộc phải công bố như: thành phần, độ
an toàn, liều dùng, v.v.

Vi sinh vật trong bánh men rượu bao gồm các loại chính sau: Nấm mốc, nấm
men, vi khuẩn.
Loại men rượu và phương pháp chưng cất quyết định chất lượng thành phẩm
rượu. Tuy nhiên, quy trình ủ men, nấu rượu cũng hết sức quan trọng vì liên quan đến
tay nghề, kinh nghiệm và công phu của người thực hiện. Ở một phương diện khác,
nguồn nước được sử dụng khi đồ nguyên liệu, ủ men và khuấy trộn trong nồi chưng
rượu cũng đặc biệt quan trọng để cho chất lượng rượu từng địa phương khác nhau, như
rượu Mẫu Sơn, rượu Bàu Đá, rượu Làng Vân đều được quảng cáo là chất lượng quyết
định

bởi

nguồn

nước.

(Nguồn

/>Quy trình sản xuất rượu truyền thống
Nguyên liệu chính được nấu, đồ chín, đánh tơi và trộn với men rượu tán thật
nhỏ mịn cho đều khi nguyên liệu vẫn còn ấm. Đem ủ trong chỗ ấm một thời gian nhất
định khoảng vài ngày tùy theo thời tiết, loại nguyên liệu, loại men, vùng miền và kinh
nghiệm người nấu rượu, sau đó đổ thêm nước (khoảng 2-3 lít nước/ 1kg gạo đem nấu)
cho lên men tiếp trong 3-4 ngày nữa. Sản phẩm đã lên men sau đó cho vào nồi chưng
cất đun lửa đều để rượu bay hơi. Trên miệng nồi có một ống nhỏ để dẫn hơi rượu và
một phần hơi nước trong quá trình nấu ra ngoài, ống dẫn dài và một phần lớn độ dài
của ống được ngâm trong bồn nước lạnh để hơi rượu ngưng tụ thành giọt lỏng chảy
vào bình hoặc chai đựng rượu. Nếu lấy ít rượu ta sẽ được "rượu nước đầu" hay rượu

16

bọt, có nồng độ cao nhất (thường 15 lít gạo cho được khoảng 5 lít rượu có nồng độ cao
đến 64-65 độ). (Nguồn />
Sơ đồ quy trình sản xuất rượu:

Nguyên liệu

Xử lý nguyên liệu
Nấu chín
Làm nguội
Trộn men

Bánh men

Lên men
Chưng cất

Bã rượu

Rượu etylic

2.2.2. Vai trò của nấm men trong sản xuất rượu
Hệ vi sinh vật trong bánh men tham gia các quá trình chuyển hóa cơ chất: Giai
đoạn đầu vi khuẩn phát triển hình thành các axit hữu cơ (axit hoá dịch đường trước khi
lên men), pH giảm xuống tạo điều kiện cho các loài nấm mốc phát triển, nấm men
cũng bắt đầu phát triển (tốc độ phát triển yếu hơn nấm mốc). Quá trình chuyển hóa
tinh bột thành đường: nhờ nấm mốc Aspergillus sp, Rhizopus sp, Mucor sp,... tạo ra

17

amylase (α - amylase, glucoamylase). Quá trình chuyển hóa đường thành rượu nhờ các
loài nấm men Saccharomyces (Lương Đức Phẩm, 2004).
Trong quá trình sản xuất rượu, tế bào nấm men không có khả năng chuyển hoá
hồ tinh bột thành rượu. Chúng chỉ có khả năng sử dụng đường, chuyển đường thành
rượu. Vì vậy sau khi nấu để dịch hoá, dịch tinh bột cần được chuyển thành đường
trước khi lên men. Lên men là giai đoạn quan trọng cuối cùng và chủ yếu nhất của quá
trình sản xuất rượu cồn. Trong quá trình này nấm men thực hiện quá trình thuỷ phân
đường phức tạp thành đường đơn giản. Quá trình lên men do tác động của các tế bào
nấm men như sau: đường và các chất dinh dưỡng của môi trường lên men được hấp
phụ và khuyếch tán vào bên trong tế bào men để chuyển hoá qua các hợp chất trung
gian và cuối cùng tạo thành rượu và khí CO 2. Rượu và CO2 tạo thành được khuyếch
tán qua màng tế bào ra môi trường bên ngoài. Rượu hoà tan trong nước nên tan nhanh
vào dung dịch lên men còn CO 2 hoà tan kém trong nước nên chúng bị bão hoà trong
dung dịch. Khi dung dịch đã bão hoà CO 2 thì CO2 tạo thành được bám quanh tế bào
nấm men và lớn dần lên. Lượng CO 2 tích tụ lớn đến mức nào đó nó thắng khối lượng
của tế bào nấm men thì tế bào nấm men được bọt khí CO 2 kéo dần lên bề mặt dịch lên
men. Khi lên đến mặt thoáng, CO 2 được thoát ra và tế bào nấm men có khối lượng lớn
hơn khối lượng riêng dịch lên men được lắng xuống. Nhờ sự chuyển động lên xuống
này mà quá trình lên men được tăng cường. Sau khi quá trình lên men kết thúc sản
phẩm được chuyển qua thiết bị vắt li tâm lấy dịch qua giai đoạn chưng cất.

18