Luận văn sư phạm Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng đường, pH và nhiệt độ tới quá trình lên men vang táo mèo

TR

NG

A H C S PH M HÀ N I 2
KHOA SINH-KTNN


CAO TH H NG NHUNG

NGHIÊN C U NH H

NG C A HÀM L

NG, pH VÀ NHI T

T I QUÁ TRÌNH

LÊN MEN VANG TÁO MÈO

KHOÁ LU N T T NGHI P

IH C

CHUYểN NGÀNH: VI SINH V T H C

Ng

NG

ih

ng d n khoa h c

Th.S Nguy n Kh c Thanh

HƠ N i, tháng 5 n m 2010


M CL C
A. Lý do ch n đ tài

1

B. M c tiêu nghiên c u

3

C.

it

ng nghiên c u

3

D. Ý ngh a lí lu n và th c ti n c a công trình
CH

3

NG 1: T NG QUAN TÀI LI U

1.1.

Tìm hi u chung v r

1.2.

H vi sinh v t tham gia quá trình lên men vang

1.3.

Dinh d

1.4.

Các y u t

1.5.

Men gi ng trong s n xu t r

CH

u vang

4

ng n n men
nh h

8
12

ng t i quá trìn lên men vang
u vang

NG 2: NGUYÊN LI U VÀ PH

14
15

NG PHÁP NGHIÊN C U

2.1. Nguyên li u, thi t b , hoá ch t

18

2.2. Ph

19

ng pháp nghiên c u

2.3. Ph m vi nghiên c u

20

2.4.

a đi m nghiên c u

20

CH

NG 3: K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N

3.1. Phân l p, tuy n ch n, xác đ nh tên khoa h c c a n m men lên men vang
táo mèo

21

3.2. Nghiên c u đ ng thái phát tri n c a ch ng n m men
Saccharomyces cerevisiae M2 trên môi tr
3.3. Nghiên c u nh h

ng c a m s y u t

ng nhân gi ng
t i s phát tri n c a

ch ng Saccharomyces cerevisiae M2
3.4. Nghiên c u đ ng thái c a quá trình lên men vang táo mèo
3.5. Nghiên c u nh h

28
31

ng c a m t s y u t t i quá trình lên men

vang táo mèo
3.6.

26

ng d ng lên men vang táo mèo v i quy mô phòng thí nghi m

33
38


3.7. Quy trình công ngh lên men vang táo mèo
K T LU N VÀ

NGH

TÀI LI U THAM KH O

39
42
44


DANH M C
B ng 1.1. Thành ph n ch ch t trong d ch qu nho

6

B ng 1.2. Thành ph n hoá h c c a d ch qu táo mèo

7

B ng 1.3. Vi sinh v t làm h ng ho c làm gi m ch t l ng r

u vang

B ng 1.4. M t s thành t u trong nghiên c u ch ng gi ng và công
ngh lên men r

10
17

u vang

B ng 3.1. Kh n ng sinh tr

ng và phát tri n c a 3 ch ng n m men 22

B ng 3.2. Kh n ng lên men c a 3 ch ng n m men

23

B ng 3.3. Kh n ng k t l ng c a 3 ch ng n m men

23

B ng 3.4. Kh n ng t o h

24

ng th m và đ trong c a s n ph m

Hình 3.1. Khu n l c ch ng M2

24

Hình 3.2. Ch ng M2 trên kính hi n vi quang h c đ phóng
đ i 1000 l n

25

Hình 3.3. Ch ng n m men M2 trên tr
th 3.1.

ng th ch nghiêng

25

ng thái phát tri n c a ch ng n m men Saccharomyces
cerevisiae M2 trong môi tr

th 3.2. nh h

ng nhân gi ng

27

ng c a pH t i quá trình nhân gi ng ch ng

Saccharomyces cerevisiae M2

29

B ng 3.5.

nh h

ng c a nhi t đ t i quá trình nhân gi ng

B ng 3.6.

nh h

ng c a ngu n nit vô c t i quá trình nhân gi ng 30

B ng 3.7. S bi n đ i hàm l

ng đ

ng và c n trong quá trình

lên men vang táo mèo
th 3.3.
B ng 3.8.

31

ng thái c a quá trình lên men vang táo mèo
nh h

ng c a hàm l ng đ

táo mèo

30

32

ng t i quá trình lên men vang
34


B ng 3.9.

nh h

B ng 3.10. nh h

ng c a pH t i quá trình lên men vang táo mèo

35

ng c a nhi t đ t i quá trình lên men

vang táo mèo
B ng 3.11. K t qu phân tích r

37
u thành ph m

38


Khóa lu n t t nghi p

Tr

M

ng ảSP ảà N i 2

U

A. Lí do ch n đ tƠi
u là m t trong nh ng s n ph m lên men đã đ

R

nhi u n i trên th gi i. Con ng

i đã bi t n u r

c s d ng r t s m

u tr

c khi Louis Paster

khám phá ra b n ch t c a quá trình lên men (1854 – 1864), tr

đ

c chính vi sinh v t là tác nhân th c hi n quá trình bi n đ i đ

r

u.
Khác v i r

u tr ng và các lo i r

u pha ch , r

c khi bi t
ng thành

u vang là lo i đ u ng

lên men tr c ti p t hoa qu . Khi quá trình lên men k t thúc, ng

i ta không

ch ng c t mà đ l ng trong t nhiên, g n l c và hoàn thành s n ph m. R

u

vang v n có ngu n g c t nho, nên có tên g i là “Vin” ho c “Wine”, ngày
nay ng
lo i n

i ta m r ng ý ngh a c a r

u vang là r

u không ch ng c t t các

c qu . M c dù, nho là nguyên li u chính nh ng m t s nguyên li u

khác nh táo, đào, dâu… đôi khi c ng đ
vang ch a 85-89% n

c s d ng. Thông th

c, kho ng 10-14% ethanol, d

hoa, qu ) và hàng tr m lo i ch t t o h
Khác v i đa s các lo i đ u ng khác, r

ng r

i 1% acid (ngu n g c

ng khác nhau

n ng đ r t th p.

u vang r t khó h ng và h u nh

không bao gi là tác nhân truy n nhi m b nh t t. N ng đ c n có trong r
vang

r

u

m c có th di t đa s các lo i vi sinh v t gây b nh và nhìn chung u ng

u vang an toàn h n n

c, ho c s a (t t nhiên n u không u ng quá m c

c n thi t). Chính vì lí do này, nhi u n n v n minh đã coi r
Th

u

u vang là quà c a

ng đ ban t ng nh m ch ng l i b nh t t.
M in

c đ u có s n ph m vang n i ti ng và đã tr thành th

th gi i bi t đ n nh r
các lo i r

u vang c a Pháp, B

ng hi u c

ào Nha, M , Hà Lan… v i

u n i ti ng nh Brandy, Port, Champagne, Venmouth.

Nam, ngành r

Vi t

u vang m i th c s b t đ u t nh ng n m 80 c a th k XX

Cao Th ả ng Nhung

1

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p
và đ

Tr

ng ảSP ảà N i 2

c đánh d u b ng s xu t hi n c a nhà máy vang Th ng Long, sau đó là

vang à L t, vang Gia Lâm…
as r

u vang trên th gi i đ

c s n xu t t nho. Tuy nhiên, Vi t Nam

n m trong khu v c nhi t đ i, không thích h p cho cây nho phát tri n, di n
tích nho ít, s n l ng th p, vì v y giá thành cao. Nh ng Vi t Nam l i có r t
nhi u các lo i qu khác, nhi u v s l ng, phong phú v ch ng lo i mà giá
thành l i r nên vi c s n xu t r
t o ra m t lo i r

u vang t các lo i qu này là r t c n thi t.

u vang đ c tr ng c a Vi t Nam, chúng tôi đã ti n

hành tìm ki m ngu n nguyên li u đ lên men vang. Trong quá trình tìm ki m,
chúng tôi nh n th y,
có h

mi n núi phía Tây B c n

c ta có cây táo mèo cho qu

ng v r t th m ngon và đ c tr ng. T ng di n tích cây táo mèo v n ti p

t c t ng trong nh ng n m g n đây nh ng ch a đ

c s d ng m t cách tri t

đ . Thông qua vi c phân tích s b m t s ch tiêu, chúng tôi nh n th y qu
táo mèo r t có tri n v ng trong vi c s d ng làm ngu n nguyên li u đ s n
xu t vang.
Hi n nay r

u vang táo mèo ch a đ

c u k thu t c ng nh ch t l

c s n xu t r ng rãi do m t s yêu

ng c a s n ph m lên men. Nghiên c u b n ch t

sinh lí, sinh hoá c a quá trình lên men vang táo mèo nh m tuy n ch n đ
ch ng có kh n ng lên men vang t t, kh o sát các nhân t

nh h

ng t i quá

trình lên men vang táo mèo nh m nâng cao hi u su t lên men và ch t l
s n ph m phù h p v i tình hình s n xu t

n

c
ng

c ta là m t v n đ r t c n thi t.

V i nh ng lí do trên, chúng tôi đã ti n hành nghiên c u trên quy mô
phòng thí nghi m công trình mang tên: “ Nghiên c u nh h
l

ng đ

ng c a hàm

ng, pả, nhi t đ t i quá trình lên men vang táo mèo”.

Cao Th ả ng Nhung

2

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

B. M c đích nghiên c u
1. Phân l p và tuy n ch n đ

c ch ng n m men có kh n ng lên men

vang táo mèo t d ch chi t táo mèo.
2. Nghiên c u nh h

ng c a m t s y u t t i quá trình nhân gi ng.

3. Xác đ nh đ ng thái lên men vang táo mèo.

4. Nghiên c u nh h

ng c a hàm l

ng đ

ng, pH và nhi t đ t i quá

trình lên men vang táo mèo.
5. Lên men r

u vang táo mèo trên quy mô phòng thí nghi m, xây d ng

quy trình lên men.
C.

it

ng nghiên c u

+ Qu táo mèo (Docynia indica), h hoa h ng (Rosaceae).
+ Ch ng n m men Saccharomyces cerevisiae phân l p t d ch táo mèo
có kh n ng lên men vang táo mèo.
D. ụ ngh a lí lu n vƠ th c ti n c a công trình
+ Nghiên c u nh m đi sâu tìm hi u đ c tính sinh lí, sinh hoá c a ch ng
n m men có kh n ng lên men vang táo mèo.

ây là d n li u góp ph n b

sung cho các nghiên c u v n m men và ng d ng c a n m men trong đ i

s ng.
+ T n d ng ngu n nguyên li u có s n trong đ a ph

ng, nâng cao thu

nh p cho đ ng bào vùng cao, s n xu t m t lo i vang phù h p v i th hi u c a
ng

i tiêu dùng, góp ph n làm phong phú thêm th tr

Cao Th ả ng Nhung

3

ng vang trong n

c.

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

CH

Tr

NG 1. T NG QUAN TÀI LI U

Tìm hi u chung v r

1.1.

1.1.1. Khái ni m v r
R

ng ảSP ảà N i 2

u vang

u vang

u vang là m t lo i s n ph m lên men không qua ch ng c t t n

c

ép các lo i hoa qu nh nho, d a, m , dâu, v i…
Thành ph n ch y u c a r

u vang g m có:

Tanin
Ch t tanin trong r

uđ

c chi t xu t t h t, v và cu ng nho.

m t y u t quan tr ng quy t đ nh th i gian
có trong r

r

u tu theo hàm l

ây là

ng tanin

u nhi u hay ít. Nó là m t ch t b o qu n t nhiên có trong nho.

Tanin làm nên k t c u và là thành ph n chính c a r

u.

Axit
N u thành ph n axit
th y chán đ c bi t là r
g t và không th u ng đ
b i v chua trong r

trong r

u quá ít nó s làm cho ng

u ng t. Còn n u quá nhi u axit r

i u ng c m

u s tr nên chua

c. M c đ axit có th c m nh n đ

c b ng mi ng

u.

C n
C n là s n ph m c a quá trình lên men đ
l

ng đ

ng t nhiên trong nho. Hàm

ng trong nho s quy t đ nh n ng đ c n c a r

chín, hàm l ng đ

ng r t ít do v y r

u. N u nho không

u ch có đ c n t 7-8o. Tuy nhiên,

nh ng n i có khí h u m, n ng đ c n s ph thu c không hoàn toàn vào
đ

ng mà c n m men b i vì khi r

u đ t t i 14o c n thì n m men s ng ng

phát tri n và ch t.
Mùi v
V c ar

u r t đa d ng, nó tu thu c vào gi ng nho (đ

c tr ng

đâu,

v thu ho ch, th i ti t n m đó th nào, th i đi m thu ho h, quy trình s n
xu t…)
Cao Th ả ng Nhung

4

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

1.1.2. Phân lo i r

ng ảSP ảà N i 2

u vang

Có r t nhi u cách đ phân lo i r

u vang:

- C n c vào màu s c, có th chia r
+ Vang tr ng: lên men t n

u vang thành:

c ép nho tr ng ho c n

c ép nho đ

+ Vang đ : lên men t nho đ có xác qu
+ Vang h ng: lên men t nho đ và xác qu nh ng th i gian ti p xúc
gi a xác qu và d ch ép ng n h n.
- C n c vào l ng đ

ng còn l i trong r

+ Vang chát hay vang khô (h t đ

u có:

ng ): th

ng u ng gi a b a n, v a

n v a u ng.

+ Vang ng t (còn đ
Ngoài ra ng

ng ): dùng u ng sau b a n.

i ta còn chia r

u vang thành lo i co gas và vang không có

gas.
1.1.3. Nguyên li u s n xu t r
Nguyên li u làm r

u vang

u vang là các lo i qu . Qu chín (có th ch a th t

chín) sau khi thu ho ch ch n lo i qu t

i, ch t l

ho c ngâm v i đ

c qu dùng cho lên men.

ng đ thu đ

c d ch n

T t c các lo i qu đ u có đ

ng t t đem ép l y n

ng, nhi u vitamin, nhi u axit h u c ,

trong đó có nhi u vitamin C, có đ y đ ch t khoáng và m t l
đáng k . Ngoài ra, n
làm r

u tr

c

ng protein

c qu còn ch a tanin, pectin. Trong các lo i qu dùng

c h t ph i k đ n nho.

Nho: Trong s các lo i qu , nho là lo i qu lí t

ng nh t đ ch r

u

vang.

Cao Th ả ng Nhung

5

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

B ng 1.1. ThƠnh ph n ch ch t trong d ch qu nho[12]
ThƠnh ph n

N ng đ , đ c đi m

Ngu n cacbon
Glucose

75-150gl-1

Fructose

75-150gl-1

Sucrose

Vt

Pentose

Không lên men đ

Pectins

cerevisiae
L

c b i Saccharomyces

ng nh

Ngu n nit
Axit amin t do

0,2-2,5gl-1

Ion ammoni

L

ng nh , th

Protein

L

ng nh

ng thi u cho n m men

Acid h u c
Acid tartaric

2-10gl-1

Acid malic

n m men r

u vang không dùng đ

c

1-8gl-1 : có th s d ng m t ph n b i n m men
Khoáng ch t
P, K, Mg,S, nguyên t
l

vi Các y u t đa l ng và vi l ng đ y đ

ng

Vitamin

N ng đ th p nh ng đ cho n m men

Nh ng thƠnh f n khác

N ng đ sulphite th

ng cao

Sterol và acid béo không no có th là y u t
h n ch

Cao Th ả ng Nhung

6

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

D a: c ng là nguyên li u t t đ ch r
đ

ng c ng khá cao, khi lên men thêm ít đ

h

ng v th m ban đ u c a n

ng ảSP ảà N i 2

u vang, trong n

c d a l ng

ng. Vang d a không gi đ

c

c qu .

M : là lo i qu s n xu t vang r t t t. Vang m th m ngon có th là m t
v thu c an th n và ch a b nh đ

ng ru t.

Táo mèo: có r t nhi u tri n v ng trong s n xu t r

u vang

B ng 1.2. ThƠnh ph n hoá h c c a d ch qu táo mèo[8]
Thành ph n hoá h c
ng t ng s

4,82 (%)

Axit t ng s

1,48 (%)

Vitamin C

11,4 (mg/l)

c

N

85,1 (%)

Protein toàn ph n

0,92 (%)

pH

3,0

1.1.4. Tàng tr r

u vang [10]

N u b o qu n đúng cách r

u vang có th đ

c tàng tr trong nhi u n m

mà không b h ng và m t ph m ch t. Y u t quan tr ng nh t là h n ch ti p
xúc v i không khí. S có m t c a oxy trong không khí có th khi n vi sinh
v t phát tri n trên b m t và t o nh ng h
v chua c a d m. Oxy c ng khi n r

ng v không mong mu n, nh t o

u vang m t màu và mùi. Nh m tránh

nh ng bi n đ i không mong mu n k trên, kh n ng ti p xúc c a vang v i
không khí c n đ

c h n ch t i đa. Thông th

ng vang đ

c ch a đ y kín

trong các thùng ch a nh m h n ch kho ng tr ng trong thùng. Trong quá
trình tàng tr ng

i ta th

ng b sung r

bù n p kho ng tr ng xu t hi n khi r
Cao Th ả ng Nhung

u vang vào nh ng thùng ch a nh m

u vang b bay h i. Thông th
7

ng chai

K32D - Sinh KTNN

Khóa lu n t t nghi p
r

u vang đ

ti p gi a r

Tr

c b o qu n

ng ảSP ảà N i 2

tr ng thái n m ngang nh m đ m b o ti p xúc tr c

u vang và nút.

i u này s h n ch vi c nút b khô và kh n ng

th m th u c a không khí qua các khe h t o ra trên nút khô n t. Vang đóng
chai có th b o qu n hàng ch c n m trong h m ch a

nhi t đ th p (kho ng

160C).
1.2. H vi sinh v t tham gia vƠo quá trình lên men vang
1.2.1. N m men
1.2.1.1. C u t o và hình thái t bào n m men

N m men là tên chung ch nhóm n m th
th

ng có c u t o đ n bào và

ng sinh sôi n y n b ng l i n y ch i. N m men phân b r ng rãi trong t

nhiên nh đ t, n

c, không khí, hoa qu , th c ph m. N m men đ

c s d ng

trong các ngành công nghi p th c ph m do sinh kh i c a chúng giàu protein
và vitamin…n m men đ
s n xu t m t s d

c s d ng làm n b t mì, gây h

ng n

c ch m,

c ph m.

N m men thu c loài Saccharomyces là đ i t
quá trình chuy n hoá đ

ng thành r

ng chính tham gia vào

u. N m men có c u t o đ n bào nh ng

ph c t p h n vi khu n. T bào Saccharomyces đ

c bao b c b i m t l p

thành t bào, là c quan b o v và duy trì hình d ng t bào. Thành t bào còn
có kh n ng k t dính, có ý ngh a l n trong công nghi p s n xu t bia r

u.

Thành có thành ph n hoá h c ch y u là hemixenluloza chi m 70% tr ng
l

ng khô (31% manman, 29% glucan), ngoài ra còn ch a 1-3% kitin, 6-10%

protein, 8-8,5% lipit, 7% ch t khoáng.
Thành ph n n i bào quan tr ng c a n m men là ty th , không bào và
nhân. Ty th c a n m men có d ng h t, có th thay đ i tu đi u ki n nuôi c y
c ng nh tr ng thái sinh lí c a t bào. S l ng ty th kho ng 10-20 ty th / 1
t bào. Kích th

c ty th kho ng 0,2-0,6µm, có màng bao b c trong su t,

m ng 60-80Ao, có tình th m cao. Không bào đ
Cao Th ả ng Nhung

8

c hình thành t th Golgi
K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p
hay m ng l

Tr

ng ảSP ảà N i 2

i n i ch t. Không bào có tính th m cao và là n i tích lu các s n

ph m trao đ i ch t. Không bào ch a m t h th ng keo bao g m c đi n t ,
enzym, protein, hydrocacbon, các mu i canxi, kali, phenolflavin, ribofalvin,
axit nucleic và các ch t d tr khác. Hình d ng c a không bào th
đ i do s co rút c a ch t nguyên sinh. Trong không bào th

ng thay

ng x y ra các

ph n ng oxi hoá kh nh h th ng xitocrommoxidaze. Nhân c a t bào n m
men có hình ovan, hình tròn, n m g n không bào trung tâm v i kích th
kho ng 2-4 m. Nhân t bào đ

c

c bao b c b i 2 l p màng, m i màng có c u

trúc nh màng c s . Nh ng l p này có liên h v i nhau

g n l màng nhân.

Nhân ch a toàn b h gen tham gia đi u khi n quá trình sinh t ng h p c a t
bào n m men.
T bào n m men đa s có c u t o hình c u, hình tr ng ho c hình ovan.
Kích th

c t bào kho ng 3-10 m x 5-12 m. Hình d ng và kích th

đi n hình ch đ

c t o ra trong đi u ki n môi tr

b t l i thì hình d ng, kích th
dinh d

c t bào

ng phù h p. Khi đi u ki n

c t báo s b bi n d ng (khi môi tr

ng nghèo

ng, t bào n m men có hình đ giày).

1.2.1.2. Sinh s n c a t bào n m men

Trong đi u ki n bình th

ng, t bào n m men sinh s n b ng l i n y ch i.

Trong đi u ki n không thu n l i m t s có th chuy n sang sinh s n b ng bào
t . Sinh s n n y ch i

n m men là hình th c ph bi n nh t. Khi t bào phát

tri n đ n m t m c đ nh t đ nh thì trên c th c a nó đâm ra m t ch i nh g i
là m m. M m (t bào con) đâm ra

v trí l ch tâm, trên đ u c a t bào m .

Cùng lúc đó, t bào m có th đâm ra nhi u ch i
m i ch i s nh n đ

nhi u phía khác nhau,

c m t ph n ch t nhân và ch t nguyên sinh c a t bào

m . Sau khi n y m n, t bào con có th tách kh i t bào m s ng đ c l p,
c ng có th không tách kh i t bào m đ t o ra m t t p h p t bào n m men

Cao Th ả ng Nhung

9

K32D - Sinh KTNN

Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

hình cành cây. Trong đi u ki n thu n l i, ch 20-30 phút có m t th h t bào
con đ

c hoàn ch nh.

N m men Saccharomyces có kh n ng hình thành bào t . Bào t túi
đ

c sinh ra trong các túi nh g i là túi nang, m i túi nang ch ch a 1-8 bào

t . N m men Saccharomyces đ

c hình thành theo l i sinh s n vô tính.

ó là

quá trình t o bào t tr c ti p t m t t bào riêng r không qua ti p h p. Bào
t túi sau khi ra kh i túi g p đi u ki n thu n l i s phát tri n thành m t t bào
n m men. Ti p theo, t bào này l i sinh s n theo l i n y ch i.
1.2.2. Vi khu n
Trong d ch siro và trong r
khu n có tính n đ nh l n v i r

u vang có th phát tri n nh ng d ng vi
u và axit h u c .

Chúng có th là nguyên nhân gây nên nh ng bi n đ i sâu s c trong r
vang v v chua, mùi, có lo i còn gây đ c vang.

ó th

u

ng là các lo i vi

khu n: Acetobacter xylium, Acetobacter aceti. Louis Paster đã tìm ra c ch
làm h ng vang khi r

u vang ti p xúc v i không khí có vi khu n Bacillus. Do

v y, đ b o qu n r

u vang ng

ph

i ta có th thanh trùng Pasteur. Nh ng

ng pháp này có th làm m t ch t l ng c a r

ta còn dùng ph

u vang. Ngoài ra, ng

i

ng pháp vi l c ho c dùng m t s ch t b o qu n nh SO2

[10].
1.2.3. N m m c
N m m c phát tri n
trong không khí. M t s

qu chát bã c a r

u vang, thùng thi t b ho c

loa n m m c hay g p thu c chi: Rhizopus,

Aspergillus.
1.2.4. Vi sinh v t làm h ng vang
Có không ít các vi sinh v t làm cho vang b đ c, b chua g t, có mùi khó
ch u, làm cho vang b h ng.
B ng 1.3. Vi sinh v t lƠm h ng ho c lƠm gi m ch t l
Cao Th ả ng Nhung

10

ng r

u vang[12]

K32D - Sinh KTNN

Khóa lu n t t nghi p

Tr

Vi sinh v t

Hi u ng gây h ng

N m men n i sinh

Bi n ch t theo h

ng ảSP ảà N i 2

ng este, t o quá nhi u etyl axetat và

metybutyl.
T o màng trên b m t và làm h ng r

u vang.

N m men t bên ngoài
Zygosaccharomyces bailii

Phát tri n và lên men đ
gây đ c và m t h

Brettanomyces spp

ng sót trong vang tàng tr ,

ng

Gây đ c, mùi axit, t o mùi hôi khó ch u trong vang tàng
tr .
ôi khi gây n chai vang ga b i khí CO 2

Schizosacchromyces pombe

N m men ch u áp su t th m th u cao, gây đ c r

ub o

qu n
Saccharomyces cerevisiae

Tái lên men đ

ng sót

Vi khu n
Vi khu n axetic:

Mùi d m khi n ng đ axit axetic >1,2g/l

Gluconobacter oxydans,

M t s este và axit khác sinh ra trong quá trình sinh

Acetobacter pasteurianus,

tr

Acebacter aceti

Làm quánh nh t vang

Vi khu n lactic

Nh ng vi ku n này t

ng hi u khí.
ng đ i m n c m v i etanol

nh ng c ng có th làm t ng đ axit (axetic và lactic)
(ch y u b i nhóm lên men d hình Lactobacillus và
Leuconostoc spp).
T o v mannitol (ch y u b i Lactobacillus brevis).
Quánh nh t (Pediococcus cerevisiae).
Sinh diacetyl (Pediococus và Lactobacillus spp).
Mùi hôi (Lactobacillus spp).
Clostridium spp

Ít khi làm h ng vang nh ng đôi khi có th t o mùi axit
n-butyric trong r

u có đ axit th p.

Bacillus spp

M t s loài có th m c trong vang và sinh axit

Actinomyces spp,

Sinh mùi đ t m

Streptomyces spp

Cao Th ả ng Nhung

11

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

Bacteriophages

Ng n c n lên men malolactic

N mm c

Mùi đ t m do n m m c trên thùng g ho c trên nút.

1.3. Dinh d

ng n m men

1.3.1. Ngu n dinh d
Ngu n dinh d

ng cacbon

ng đ i v i n m mem g m có: đ

ng và d n xu t, các

lo i r

u, axit h u c , axit amin, pectin, hydratcacbon…

men r

u vang lên men đ

cđ

a s các loài n m

ng glucoza, fructoza, saccarozo, galactoza.

Các axit h u c chi m v trí quan tr ng trong trao đ i ch t c a n m men:
chúng có th

và n ng l

c ch ho c kích thích sinh tr

ng, c ng có th là ngu n cacbon

ng duy nh t trong ho t đ ng s ng c a n m mem.

T t c các s n ph m trung gian c a chu trình Krebs n m men có th s
d ng nh
tr

là ngu n cacbon duy nh t. Song t c đ sinh tr

ng này th p h n so v i môi tr
1.3.2. Dinh d
Ngu n dinh d

các môi

ng glucoza.

ng nit
ng nit nh axit amin, protein, các nucleôtit purin và

pyrimidin và m t s vitamin, c n ph i có m t

trong môi tr

c ho c vô c . Ph n l n n m men không đ ng hoá đ

c đ

ng

c n m men đ ng hoá t t là amoni sunfat.

ng

d ng h u

c nitrat. Ngu n nit vô

có th thu đ

c m t l ng

l n sinh kh i Saccharomyces cerevisiae trong đi u ki n hi u khí c n ph i có
ngu n h u c c ng nh vô c . M t t t bào n m men có th đ ng hoá 4-7 mg
nit . Ngu n nit r t c n thi t cho c u t o t bào, sinh s n và sinh tr

ng c a

n m men.
1.3.3. Dinh d

ng các nguyên t vô c

* Photpho: có trong thành ph n nh ng h p ch t quan tr ng nh t c a t
bào: nucleotit, axit nucleic, polyphotphat, photpholipit. H p ch t photpho
đóng m t vai trò xác đ nh trong các chuy n hoá v t ch t đ c bi t là trong trao

đ i ch t cacbon và v n chuy n n ng l ng. n m men s d ng t t ngu n
Cao Th ả ng Nhung

12

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

photpho vô c là ortophotphat. Ngu n này có th bi n thành polyphotphat và
sau khi ho t hoá đ
photphat trong môi tr

c s

d ng cho các quá trình sinh t ng h p. Thi u

ng d n đ n s thay đ i đáng k trao đ i ch t

n m

men liên quan đ n s phá h ng nhu c u và h p th cacbon c ng nh nit .
* L u hu nh: có trong thành ph n c a protein và nhóm ph (tr SH)
c a m t s enzym, coenzym A. Do v y, n u thi u l u hu nh trong môi tr

ng

s phá h ng s trao đ i ch t và t ng h p protein. Nh ng h p chât ch a l u
hu nh đóng vai trò quan tr ng trong ho t đ ng s ng c a n m men: các aa
(sixtein, sixtin, metionilin), các vitamin (tiamin và biotin) và nh ng h p ch t
khác.
M t l ng nh l u hu nh c ng làm t ng l c n y ch i c a n m men,
nh ng t i 1mg/l đã làm cho quá trình này b ng ng tr , do v y l u hu nh
nguyên t còn l i trong vang non là đi u đ c bi t nguy hi m, vì nó đ

c dùng

cho lên mem th c p.
* Canxi và kali c n thi t cho s ho t đ ng c a m t s enzym. Ca và K
tham gia vào trung tâm ho t đ ng c a các enzym này và đ ng th i có m t
các ch t c ch các enzym.
* Các nguyên t vi l

ng có nh h

ng đ n sinh tr

Mangan v i n ng đ 1mg/l làm t ng l c hô h p,

ng và lên men.

45-90mg/l làm t ng l c lên

mem, t ng sinh t ng h p enzym esteaza c a n m men. Mo t ng kh n ng sinh
s n, Bo t ng kh n ng lên men. H n h p nguyên t vi l

ng Li, Rb, Ni và Co

làm t ng l ng sinh kh i đáng k .
1.3.4. Các nhân t sinh tr

ng

ây là các ch t kích thích sinh tr

ng, g m có vitamin, các axit amin,

các bazo purin và pirimidin. Có 6 vitamin nhóm B là nhân t c b n kích
thích sinh tr

ng các n m men không màu (nh ng n m men không sinh ra s c

Cao Th ả ng Nhung

13

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

t ): inozit (vitamin B8 ), biotin (vitamin B7), axit pantotenic (vitamin B3),
tiamin (vitamin B1), pyridoxine (vitamin B6 ), axit nicotinic (vitamin B5, PP).
1.4. Các y u t

nh h

ng t i quá trình lên men vang

1.4.1. Nhi t đ
Nhi t đ có tác d ng rõ r t đ n kh n ng lên men c a ch ng n m men
và ch t l ng c a vang (đ r
th

ng th c hi n

u, đ

ng sót, ch t th m). Lên men r

nhi t đ 10-300C. Chúng ta c ng xác đ nh đ

u vang
c r ng,

nhi t đ cao lên men b t đ u s m, x y ra m nh m nh ng d b ng ng l i
ngang ch ng và k t thúc lên men khi đ
l n. Nhi t đ có nh h

ng sót còn l i d ch lên men là khá

ng không nh ng đ n c

ng đ lên men, t c đ sinh

s n c a men gi ng mà còn đ n sinh t ng h p các s n ph m th c p.
Gi a nhi t đ và đ hi u khí có m i liên quan. Sinh tr
ra nhanh

ng n m men x y

nh ng ngày đ u tiên v i đi u ki n hi u khí và nhi t đ 25-300C.

N m men ch u l nh r t t t. N u c y chuy n v i nhi t đ th p d n chúng
có th s ng

nhi t đ -2000C.

00C m t s loài còn sinh s n ch m và gây

lên men [10].
1.4.2.Oxy c a không khí
Oxy c n cho t bào n m men sinh s n. N u trong môi tr

ng ch có 1mg

oxy trong 1lít thì s sinh s n b ng ng l i. Oxy là m t trong nh ng nhân t c
b n xác đ nh s sinh s n c a n m men. Trong môi tr
n m men càng lên men m nh. Sinh tr
th i gian lên men r

m t vài giai đo n, đ c bi t

logarit, đ a không khí vào môi tr
1.4.3.

ng và phát tri n c a n m men trong

u vang ph thu c vào s l ng oxy c a không khí. Oxy

c n cho lên men vang
ph n tr m đ

ng càng nhi u t bào

ng s nâng cao đ

giai đo n sinh tr

ng

c n ng đ t bào và

ng đ u lên men.
ng

Cao Th ả ng Nhung

14

K32D - Sinh KTNN

Khóa lu n t t nghi p

Tr

Trong d ch qu hàm l ng đ
đ

ng. Nh v y, n ng đ đ
axit c a môi tr

ng không lên men t i 20% t ng l ng

ng còn sót l i là khá cao trong lên men và làm

ch t c ch cho vi c t o thành r
1.4.4.

ng ảSP ảà N i 2

u.
ng
ng luôn bi n đ i.

Trong quá trình lên men pH môi tr

giai đo n cu i

pH h i t ng do n m men t phân hu gi i phóng NH3.

1.4.5. Các ch t phenol
Các loài thu c gi ng Saccharomyces ch u đ

c polyphenol t

ng đ i

cao. Trong d ch có hàm l ng c n cao (11%V) t t c các axit phenolcacbonic
kìm hãm quá trinh lên men và gây thoái hoá t bào n m men.
1.4.6. Khí CO2.
D
không b

i áp su t c a khí CO2 sinh tr
nh h

vang t ng kích th

ng. D

ng c a n m men và lên men h u nh

i áp l c d c a CO2 nh ng t bào n m men r

u

c là đáng k và ng sang hình tròn. CO2 nh là m t ch t

trao đ i, trong n ng đ xác đ nh nó có tác d ng kìm hãm ho c làm ng ng sinh
s n c a n m men. L

ng CO2 khi hoà tan vào môi tr

phát tri n c a n m men. Trên c s này ng
thùng kín d

ng đ n

i ta đã d tr d ch qu trong các

i áp su t CO2. M t lít d ch qu c n có 15g CO2 hoà tan.
u vang [10]

1.5. Men gi ng trong s n xu t r

* Gi ng ban đ u hay gi ng kh i đ ng dùng
đ

ng có nh h

quy mô nông tr i th

ng

c l u tr t các m lên men truy n th ng t nhi u n m. Qua sàng l c và

tuy n ch n nhi u nông tr i đã có gi ng ban đ u t
ch ng Saccharomyces cerevisiae. Tr

ng đ i thu n khi t c a

c khi s d ng làm gi ng kh i đ ng c n

ph i ho t hoá. Gi ng kh i đ ng c n có nh ng đ c tính sau:
-

Di truy n: đ ng hình nh b i (th

-

Phát tri n: pha kh i đ ng ng n ho c không có; ch u SO2

Cao Th ả ng Nhung

15

ng là đa b i)

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

ng ảSP ảà N i 2

Trao đ i ch t: lên men nhanh và n đ nh, hi u su t chuy n hoá

đ

Tr

ng thành ethanol cao
-

ng v : n ng đ axit bay h i h p lí; thành ph n h

H

ng v phù

h p; axetaldehit th p; thành ph n các h p ch t ch a l u hu nh cân đ i.
c đi m khác: bài ti t ure ngo i bào th p (nh m h n ch kh n ng

-

sinh h p ch t ethyl carbamate có kh n ng gây ung th ).
* Nhân gi ng t gi ng thu n ch ng:
Gi ng thu n ch ng đ
c y truy n vào môi tr

c gi

các ng th ch nghiêng.Gi ng men đ

c

ng l ng là d ch qu nh trên vài l n, r i nhân t ng d n

đ có đ l ng gi ng đ a vào s n xu t.
* C ng có th dùng l i gi ng sau th i gian lên men chính. Các t bào

n m men l ng xu ng đáy thùng đ

c l y ra và x lí.

* Dùng h n m men t nhiên bám vào v qu khi thu ho ch đ lên men.
Qu thu hai v , gi s ch s , không r a, ép l y d ch. Tr c khi lên men c n
sunfit hoá d ch qu đ di t men d i, n m m c và các t p khu n khác. Trong
đi u ki n thích h p gi ng men r

u vang s phát tri n v

t tr i và cho các m

lên men t t.
các n
r

c có ngh làm r

u vang truy n th ng t lâu đ i h vi sinh v t

u vang r t phong phú, nh t là các men r

u vang có th phát tán r t r ng,

bám vào trên b m t v qu , l u tr trong đ t, c ng nh trên b m t d ng c
ch a đ ng và thi t b s n xu t. Côn trùng (nh t là ru i gi m) cùng v i gió làm
phát tán n m men. Thành t u c a công ngh sinh h c và công ngh lên men
đã nh h

ng l n t i lên men r

u vang. Công ngh tái t h p ADN có ý

ngh a đ c bi t quan tr ng và có tri n v ng to l n đ i v i vi c nâng cao ch t
l

ng ch ng gi ng và ch t l

Cao Th ả ng Nhung

ng s n ph m.

16

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

ng ảSP ảà N i 2

B ng 1.4. M t s thƠnh t u trong nghiên c u ch ng gi ng
vƠ công ngh lên men r
H

ng nghiên c u

u vang [12]

ThƠnh t u c th
ánh giá đa hình di truy n s d ng RFLP, RAPD-PCR

Xác

đ nh

ch ng và karyo (PFGE) đ

c ng d ng trong vi c phân bi t

gi ng

các ch ng S. cerevisiae

Lai gi ng

Kh n ng k t l ng c a ch ng gi ng đ

ADN tái t h p

Nhi u gen t các vi sinh v t khác ho c các ch ng
khácđ

c c i thi n

c chuy n vào n m men S. cerevisiae, trong đó

có các gen mã hoá:
K1 (killer) toxin, nh m đ i phó v i các ch ng hoang
d i
Pectinase nh m c i thi n kh n ng l c trong r

u vang

Glucoanaase nh m gi i phóng các h p ch t th m
terpenes t d ng gluside
Lactate dehydrogenase nh m c i thi n lên men h n
h p và axit hoá
Glycerol phosphatase nh m t ng n ng đ glycerol

Cao Th ả ng Nhung

17

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

CH
NGUYểN LI U VÀ PH

ng ảSP ảà N i 2

NG 2

NG PHÁP NGHIểN C U

2.1. Nguyên li u, thi t b vƠ hoá ch t
2.1.1. Nguyên li u chính
- Qu táo mèo thu nh n t hai t nh Yên Bái và S n La.
- Ch ng n m men nghiên c u đ

c phân l p t d ch siro qu táo mèo có

v trí phân lo i:
+ L p: Hemiascomycetes
+ B : Endomycetales
+ H : Saccharomycetaceae
+ Gi ng: Saccharomyces
+ Loài: cerevisiae
2.1.2. ảoá ch t và thi t b
2.1.2.1. Hoá ch t
M t s

hoá ch t đ

c s

d ng: MgSO4, KH2PO4, (NH4)2SO4,

(NH4)2 HPO4, axit xitric, K2S2O5, các lo i mu i nitrat, các lo i đ

ng.

2.1.2.2. Thi t b

2.1.3. Các lo i môi tr
2.1.3.1. Môi tr
1.

ng

ng Hansen (môi tr

ng glucoza:

50g

2. Pepton:

5g

3. MgSO4.7H2O:

0,5g

4. KH2PO4:

1g

Cao Th ả ng Nhung

ng 1) g/l

18

K32D - Sinh KTNN


Khóa lu n t t nghi p

Tr

5. (NH4)2SO4:

1g

6. Th ch aga:

20g

7. N c:

ng ảSP ảà N i 2

1000ml

2.1.3.2. Môi tr

ng nhân gi ng (môi tr

ng 2) g/l

ng glucoza: 50g

1.

2. Pepton:

5g

3. MgSO4.7H2O:

0,5g

4. KH2PO4:

1g

5. (NH4)2SO4:

1g

6. N

c:

1000ml

2.1.3.3. Môi tr

ng lên men (môi tr

ng 3)`

1. D ch siro táo mèo pha loãng v i n

c c t đ đ t hàm l ng đ

ng

ban đ u là 220g/l.
2. MgSO4.7H2O

0,5 g

3. KH2PO4:

1g

4. (NH4)2SO4:

1g

2.2. Ph

ng pháp nghiên c u

2.2.1. Ph

ng pháp vi sinh: phân l p, tuy n ch n ch ng n m men d a

trên vi c nghiên c u hình thái t bào n m men, xác đ nh s l ng t bào n m
men, ho t l c lên men.
2.2.2. Ph

ng pháp hoá sinh: xác đ nh hàm l

ng acid b ng chu n

đ v i NaOH có ch th là phenolphtalein, hàm l ng đ
pháp Bect rand và đo trên đ
r

ng k , hàm l

ng r

ng theo ph

ng

u xác đ nh b ng đo đ

u alcol k .
2.2.3. Ph

ng pháp phân tích c m quan

Cao Th ả ng Nhung

19

K32D - Sinh KTNN

Khóa lu n t t nghi p
2.2.4. Ph

Tr

ng pháp x lí các k t qu thu đ

ng ảSP ảà N i 2

c b ng ph n m n Excel

và th ng kê toán h c

Giá tr trung bình s h c:
n

Xi
X

i 1

n

l ch chu n:
n

( Xi

X)

2

i 1

; (n 30)

n 1

Sai s trung bình:
m

n

Trong đó:
n: S l n thí nghi m
Xi : ch s th c nghi m c a l n th i (1 i n)
Ph m vi nghiên c u.

2.3.

- Ch ng n m men Saccharomyces cerevisiae tuy n ch n trên đ i
t

ng là qu táo mèo.
Nghiên c u đ ng thái c a quá trình lên men vang và nh h

l

ng c a hàm

ng đu ng, pH và nhi t đ t i quá trình lên men vang táo mèo.
- Ti n hành th nghi m s n xu t r

u vang táo mèo trên quy mô phòng

thí nghi m.
2.4.

a đi m nghiên c u

Cao Th ả ng Nhung

20

K32D - Sinh KTNN