Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than quy mô xưởng thực nghiệm sử dụng enzyme và nấm men thuần chủng

TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM





PHẠM THỊ THU VÂN






SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN
QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG





Luận văn tốt nghiệp

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Cần Thơ, 2009






TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




Luận văn tốt nghiệp

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Tên ñề tài
:

SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN
QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG







Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Ts. Lý Nguyễn Bình Phạm Thị Thu Vân
MSSV: 2051695
Lớp: CNTP K31




Luận văn ñính kèm sau ñây, với tựa ñề tài “Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than
quy mô xưởng thực nghiệm sử sụng enzyme và nấm men thuần chủng”, do Phạm Thị
Thu Vân thực hiện và báo cáo ñã ñược hội ñồng chấm luận văn thông qua.


Giáo viên hướng dẫn Giáo viên chấm phản biện

Ts. Lý Nguyễn Bình

Cần Thơ, ngày tháng năm 2009
Chủ tịch hội ñồng

















Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
i

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ Thực phẩm vừa
qua, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn ñến toàn thể quý Thầy Cô của Bộ môn Công nghệ

Thực phẩm thuộc Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - Trường ðại học Cần Thơ ñã
tận tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể em hoàn thành ñược ñề tài luận văn của
mình.
Nhân ñây, ñặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến thầy Lý Nguyễn Bình, thầy ñã
hướng dẫn và chỉ dạy tận tình giúp em hoàn thành ñề tài và tích lũy ñược những vốn kiến
thức hữu ích về chuyên ngành trong suốt thời gian vừa qua.
Em xin gửi lời cảm ơn ñến cán bộ phòng thí nghiệm và tập thể các bạn sinh viên lớp Công
nghệ Thực phẩm K31 ñã nhiệt tình giúp ñỡ, ñóng góp ý kiến và tạo ñiều kiện tốt cho em
trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Cuối lời em xin kính chúc quý Thầy Cô dồi dào sức khỏe. Chúc các bạn sinh viên lớp
Công nghệ Thực phẩm K31 bảo vệ thành công luận văn tốt nghiệp của mình. Xin chân
thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Thu Vân

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
ii

TÓM LƯỢC
SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN QUY MÔ XƯỞNG THỰC
NGHIỆM SỬ DỤNG ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG
Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme glucoamylase và tỉ lệ nấm men sử dụng trong quá trình sản
xuất, theo dõi sự thay ñổi của sản phẩm trong thời gian bảo quản ở quy mô xưởng thực
nghiệm. Nồng ñộ enzyme glucoamylase tối ưu thực hiện quá trình ñường hóa là 0,5% hàm
lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường ñạt ñược lần lượt là 19,165% và 20,5%. Tỉ lệ
nấm men thích hợp cho lên men là 0,1% và thời gian lên men chính 5 ngày. Quá trình bảo
quản sản phẩm ở ñiều kiện phòng thí nghiệm cho thấy ít có sự biến ñổi so với sản phẩm
sau lên men.

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........ .................................................................................................... i

TÓM LƯỢC........... ................................................................................................... ii

MỤC LỤC.............. .................................................................................................. iii

DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................v

DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi

DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU..........................................................................................1

1.1 ðẶT VẤN ðỀ...................................................................................................1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..............................................................................1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................2

2.1 NGUYÊN LIỆU................................................................................................2

2.1.1 Gạo nếp than.................................................................................................2

2.1.2 Enzyme amylase...........................................................................................4

2.1.2.1 Sơ lược về enzyme amylase................................................................4

2.1.2.2 Tính chất của enzyme amylase ...........................................................5

2.1.2.3 Hoạt ñộng của amylase .......................................................................5

2.1.2.4 Cơ chất của amylase............................................................................6

2.1.2.5 Phân loại enzyme Amylase.................................................................6

2.1.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .........................................................10

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG NẾP THAN................................12

2.2.1 Quy trình sản xuất chung............................................................................12

2.2.2 Thuyết minh quy trình................................................................................13

2.3 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU......13

2.3.1 Quá trình dịch hóa ......................................................................................13

2.3.1.1 Cơ sở lý luận .....................................................................................13

2.3.1.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình dịch hóa ...............................13

2.3.2 Quá trình ñường hóa...................................................................................14

2.3.2.1 Cơ sở lý luận .....................................................................................14

2.3.2.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình ñường hóa............................14

2.3.3 Quá trình lên men rượu...............................................................................14

2.3.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu ................................................14

2.3.3.2 Cơ chế của quá trình lên men............................................................14

2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men....................................15

2.3.3.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men...16

2.4 SẮC TỐ ANTHOCYANIN TRONG RƯỢU VANG NẾP THAN ...............18

2.4.1 Cấu tạo của anthocyanin.............................................................................18

2.4.2 Tính chất của anthocyannin........................................................................19

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến anthocyanin.....................................................19



Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang

Ngành Công nghệ Thực phẩm
iv

2.5 VI SINH VẬT TRONG RƯỢU......................................................................19

2.5.1 Hư hỏng do vi khuẩn acetic........................................................................20

2.5.2 Hư hỏng do vi khuẩn acid lactic.................................................................20

2.5.2.1 Sinh thái khuẩn lactic........................................................................20

2.5.2.2 Hoạt ñộng của vi khuẩn lactic...........................................................21

2.5.2.3 Kết quả hoạt ñộng của khuẩn lactic lên men malolactic và các bệnh
rượu ...............................................................................................................21

CHƯƠNG III – PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.................23

3.1 PHƯƠNG TIỆN..............................................................................................23

3.1.1 Nguyên liệu.................................................................................................23

3.1.2 Hóa chất sử dụng ........................................................................................23

3.1.3 Trang thiết bị ..............................................................................................23

3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM....................................................................23

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme glucoamylase
(AMG 300L) ñến hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường trong quá trình

ñường hóa..................................................................................................................23

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên
men chính và chất lượng rượu sau quá trình lên men...............................................24

3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo
quản sản phẩm theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm...................................26

CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................28

4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) ñến hàm lượng
ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường trong quá trình ñường hóa...........................28

4.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên men chính và chất lượng rượu
sau quá trình lên men ................................................................................................29

4.3 Một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm theo thời gian
ở quy mô xưởng thực nghiệm...................................................................................31

CHƯƠNG V – KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ .............................................................37

5.1 Kết luận ...........................................................................................................37

5.2 ðề nghị............................................................................................................37

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................39

PHỤ LỤC............... ................................................................................................. vii

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
v

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1 Thành phần hóa học của gạo nếp than............................................................3

Bảng 2 Thành phần hóa học của tế bào nấm men.....................................................11

Bảng 3 Hàm lượng ñường khử và
0
Bx của dịch ñường ứng với các nồng ñộ enzyme
glucoamylase sử dụng...............................................................................................28

Bảng 4 Nồng ñộ rượu của sản phẩm theo tỉ lệ nấm men và ngày lên men...............30

Bảng 5 ðộ trong của sản phẩm rượu theo tỉ lệ nấm men..........................................30

Bảng 6 Hàm lượng acid và ester của sản phẩm rượu theo tỉ lệ nấm men.................31

Bảng 7 Kết quả theo dõi sự biến ñổi về pH, ñộ Brix, ñộ cồn và ñường khử của sản
phẩm trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm ở quy mô xưởng thực nghiệm .
................................ ..................................................................................................34

Bảng 8 Kết quả theo dõi hàm lượng tạp chất trong quá trình bảo quản sản phẩm ở
quy mô xưởng thực nghiệm ......................................................................................35

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
vi

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1 Gạo nếp than ...................................................................................................2

Hình 2 Cấu tạo của hạt nếp .........................................................................................3

Hình 3 Công thức cấu tạo của amylose.......................................................................3

Hình 4 Công thức cấu tạo của amylopectin................................................................4

Hình 5 Cơ chế cắt liên kết α-1,4 và α-1,6-glycosid của amylase...............................6

Hình 6 Cơ chế tác ñộng của α-amylase lên tinh bột...................................................8

Hình 7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae............................................................10

Hình 8 Công thức cấu tạo của anthocyanidin ...........................................................19

Hình 9 Mẫu phân tích hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường sau quá
trình ñường hóa ...... ..................................................................................................28

Hình 10 Mẫu phân tích sản phẩm theo tỉ lệ nấm men...............................................29

Hình 11 Máy nghiền búa... .......................................................................................32
Hình 12 Nếp than ... .......... .......................................................................................32

Hình 13 ðường hóa dịch ñường... ............................................................................32

Hình 14 Bã nếp....... ..................... ............................................................................32

Hình 15 Dịch ñường lên men... ................................................................................32

Hình 16 Dụng cụ lên men rượu ................................................................................32

Hình 17 Sản phẩm rượu nếp than..............................................................................33

Hình 18 ðồ thị biểu diễn ñộ trong của sản phẩm trong quá trình bảo quản theo thời
gian ở quy mô xưởng thực nghiệm ...........................................................................35

Hình 19 ðồ thị biểu diễn hàm lượng tạp chất sinh ra theo thời gian bảo quản ở quy
mô xưởng thực nghiệm .............................................................................................36

Hình 20 Sản phẩm rượu vang nếp than.....................................................................37

Hình 21 Quy trình sản xuất ñề nghị ..........................................................................38




Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU
1.1 ðẶT VẤN ðỀ
Như chúng ta ñã biết, rượu là một loại thức uống mang hương vị truyền thống của nền văn
hóa ẩm thực Việt Nam. Ngày xưa, rượu thường dùng trong những dịp lễ tết, cúng ñình, giổ

chạp... và cho ñến nay với sự phát triển không ngừng của xã hội, rượu ñã ñược sử dụng
phổ biến hơn. Trong các buổi tiệc, dù là tiệc vui hay buồn, tiệc lớn hay nhỏ cũng không thể
thiếu ñược loại thức uống này.
Chính vì tính phổ biến ñó của rượu, ngày nay các nhà chế biến ñã tiến hành nghiên cứu và
chế biến ra hàng loạt các mặt hàng rượu với nhiều hương vị khác nhau như ngoài rượu ñế
và các loại rượu có ñộ cồn cao còn có mặt hàng rượu vang, là loại rượu ñược chế biến theo
kiểu lên men và không qua chưng cất. Loại rượu này ñược sản xuất chủ yếu từ trái cây và
ngày nay nó còn ñược sản xuất ra từ các loại ngũ cốc như là gạo nếp. Rượu vang hiện nay
có nhiều mặt hàng khác nhau như: rượu vang nếp than, rượu vang chuối xiêm, rượu vang
nho, rượu vang khóm…Mỗi loại rượu vang thì ñều có hương vị, màu sắc, mùi thơm ñặc
trưng của loại nguyên liệu sản xuất ra nó.
Với ñề tài này, tôi tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang nếp than bằng công
nghệ enzyme và nấm men thuần chủng nhằm rút ngắn ñược thời gian chế biến sản phẩm
mà vẫn cho ra loại sản phẩm rượu thơm ngon và thu hút ñược người tiêu dùng bởi chất
lượng của nó, ñồng thời theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm rượu ở
quy mô xưởng thực nghiệm.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
ðề tài ñược thực hiện dựa trên Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ khóa 12-2008 của Nguyễn Thị
Giang Thanh - chuyên ngành Công nghệ Sinh học nhưng nghiên cứu ở quy mô xưởng thực
nghiệm. Do ở quy mô lớn nên sẽ có sự khảo sát lại một số chỉ tiêu trong quá trình sản xuất
và một số thay ñổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của
ñề tài như sau:
- Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) sử dụng cho quá trình ñường
hóa dịch nếp than
- Tối ưu hóa tỉ lệ nấm men trong quá trình lên men rượu
- Theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm như sự thay ñổi về ñộ rượu,
ñộ trong của sản phẩm, lượng tạp chất sinh ra trong quá trình sản xuất và bảo quản sản
phẩm.

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Gạo nếp than


Hình 1 Gạo nếp than
Gạo nếp than là một loại gạo ñặc biệt ñược trồng nhiều ở Nam bộ. Vì thế rượu nếp than
ñược sản xuất chủ yếu ở Nam bộ. Gạo nếp than gồm 4 loại:
- Nếp cẩm ðức Hòa
- Nếp ñen Khánh Vĩnh
- Nếp than Long ðất
- Lúa lức nếp cẩm
Các loại lúa này có năng suất không cao, thường chỉ ñạt 2,8 – 3,3 tấn/ha. Hiện nay dân
vùng ñồng bằng Nam bộ phân loại nếp than theo màu sắc hạt gạo. Theo cách này nếp than
ñược chia thành 2 loại:
- Nếp than ñen huyền
- Nếp than hồng ñỏ
Các sắc tố của nếp than dễ tan trong nước, vì thế sản phẩm rượu mang màu sắc ñặc trưng
của loại gạo nguyên liệu. Màu của nếp than là màu của anthocyanin. Anthocyanin tinh
khiết ở dạng tinh thể hoặc vô ñịnh hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung
môi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luôn thay ñổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có
mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay ñổi mạnh nhất phụ
thuộc vào pH môi trường: pH thấp anthocyanin thường có màu ñỏ, trở thành không màu ở
pH cao rồi thành xanh ở pH cao hơn nữa.

Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài, nhưng thành phần hoá học của các loại nếp than
không khác nhiều. Thành phần hóa học của nếp than cho ở Bảng 1




Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
3

Bảng 1 Thành phần hóa học của gạo nếp than
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước
Protein
Lipid
Glucid
Acid hữu cơ
Tro
14
8,2
1,5
74,9
0,6
0,8
(Nguyễn Thị Hiền và cộng sự, 2004)
Về cấu tạo của hạt nếp than: nếp than cũng là một trong những loại lúa ñược trồng ở nước
ta, lúa gạo thì có rất nhiều loại nhưng về mặt cấu tạo thì ña số các loại lúa gạo ñiều có cấu
tạo giống nhau và cụ thể như sau

Hình 2 Cấu tạo của hạt nếp

Trong cấu tạo của hạt nếp thì nội nhũ là chiếm ưu thế gần như là toàn bộ hạt nếp, nội nhũ
có thành phần chủ yếu là tinh bột, tinh bột bên trong hạt nếp than có hai dạng là: amylose
chiếm 0,3 % và amylopectin chiếm 99,7 % (Bùi ðức Hợi và cộng sự, 2007).
+ Amylose

Hình 3 Công thức cấu tạo của amylose
Amylose thường ở dạng kết tinh có lớp hydrate bao quanh xen kẻ với các amylose kết tinh
không có l
ớp hydrate. Phân tử amylose có cấu tạo mạch thẳng không phân nhánh, mỗi
mạch có từ 200 ñến hàng nghìn gốc glucose liên kết nhau theo liên kết α-1,4-glucosid.


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
4

Amylose trong hạt tinh bột, trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa có cấu tạo mạch
thẳng ñơn giản, khi thêm tác nhân kết tủa vào mới có hình xoắn ốc.

Amylose có trọng lượng phân tử khoảng 50000-160000. Do cấu trúc mạch thẳng amylose
có số gốc hydroxyl tự do nhiều nên dể hòa tan trong nước ấm, tuy nhiên ở dạng tinh thể
không bền vững khi ñể yên tinh thể sẽ tách ra. Amylose khi phản ứng với iod sẽ tạo phức
màu xanh ñặc trưng ñây là ñặc ñiểm chủ yếu ñể nhận biết tinh bột khi sử dụng iod làm
thuốc thử, amylose có khả năng tạo phức với một số hợp chất hữu cơ có cực và ñộ hòa tan
khác nhau trong nước cũng như trong các hợp chất không cực kiểu hydrocacbua: parapin,
butanol, izopropanol, acid béo (stearic, oleic), phenol,…
+ Amylopectin

Hình 4 Công thức cấu tạo của amylopectin
Amylopectin có cấu tạo vô ñịnh hình, có dạng phân nhánh. Ngoài liên kết α-1,4-glucosid

các phân tử glucose còn liên kết với nhau theo liên kết α-1,6-glucosid mỗi nhánh có không
quá 24 gốc glucose. Amylopectin có khối lượng khoảng 2 - 4.10
8
. Do cấu trúc nhánh nên
liên kết rất yếu với iod. Phần liên kết ñược chủ yếu là nhánh ngoài hình thành nên những
chất hấp phụ có màu tím ñỏ.
Amylopectin chỉ tan ñược trong nước ở nhiệt ñộ cao tạo thành dung dịch có ñộ nhớt cao và
rất bền vững. Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol và các chất hữu cơ
khác, không bị hấp thụ trên cellulose.
2.1.2 Enzyme amylase
2.1.2.1 Sơ lược về enzyme amylase
Enzyme amylase là một loại enzyme có giá trị về mặt sinh lý, thương mại và lịch sử còn
ñược gọi là diastase. Enzyme này có cả ở thực vật và ñộng vật. Amylase ñược tinh sạch từ
malt vào năm 1835 bởi Anselme Payen và Jean Persoz. Amylase thuộc nhóm enzyme thuỷ
phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucosid nội phân tử trong các polysaccharide với sự
tham gia của nước. Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose,
maltose và dextrin hạn chế. Amylase của malt thủy phân lúa mạch thành disaccharide làm
cơ chất cho nấm men trong quá trình lên men.


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
5

Amylase phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là một trong những enzyme ñược ứng dụng
rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác ñặc biệt là trong các
ngành công nghệ thực phẩm ñể làm lỏng tinh bột.
2.1.2.2 Tính chất của enzyme amylase
Tinh bột bị thủy phân trong suốt quá trình nẩy mầm của hạt ngũ cốc nhờ vào hoạt ñộng của
các loại enzyme thủy phân mà quan trọng nhất trong số ñó là enzyme amylase. Mặc dù α-

amylase ñóng vai trò chủ yếu trong sự phân cắt tinh bột nhưng cần có sự phối hợp giữa α-
amylase, β-amylase và một loại enzyme cắt nhánh ñể thuỷ phân hoàn toàn tinh bột.
Amylase ñược chia ra làm 2 nhóm: endoamylase và exoamylase.
Endoamylase: bao gồm α-amylase (EC 3.2.1.1) tham gia phân cắt mối liên kết α-1,4-
glucosid. Các enzyme thủy phân liên kết α-1,6-glucosid bao gồm isoamylase (EC 3.2.1.68)
hay pullulanase (EC 3.2.1.41).
Exoamylase: gồm β-amylase (EC 3.2.1.2) tham gia phân cắt tinh bột ñã dịch hóa và dextrin
thành maltose, glucoamylase (EC 3.2.1.3) còn gọi là amyloglucosidase tham gia phân hủy
dextrin thành glucose (Nguyễn ðức Lượng, 2002).
Tốc ñộ phản ứng của amylase phụ thuộc vào pH, nhiệt ñộ, tốc ñộ polymer hoá của cơ chất.
Các amylase từ các nguồn khác nhau sẽ có thành phần, tính chất, nhiệt ñộ hoạt ñộng, pH
tối ưu, các ñặc ñiểm thuỷ phân, cơ chế tác dụng và sản phẩm cuối của quá trình thuỷ phân
sẽ khác nhau.
2.1.2.3 Hoạt ñộng của amylase
Enzyme amylase là nhóm enzyme tham gia thủy phân tinh bột. Cơ chế chuyển hóa tinh bột
bởi nhóm enzyme này ñược tóm tắt như sau:












Tinh bột
α-amylase

Pullulanase
Dextrin không nhánh
Dextrin + Oligosaccharide
Dextrin
β-amylase
Amyloglucosidasese
Glucose
maltose


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
6
CH
2
OH
H
H
H
H
H
OH
OH
CH
2
OH
H
H
H
H

H
OH
OH
H
2
O OH
-
H
+
+

Amylase phân cắt α-1,4-glucosid

CH
2

H
H
H
H

OH
OH
CH
2
OH
H
OH
H

H
H
H
2
O OH
-
H
+
+

Amylase phân cắt α-1,6-glucosid









Hình 5 Cơ chế cắt liên kết α
αα
α-1,4 và α
αα
α-1,6-glycosid của amylase
2.1.2.4 Cơ chất của amylase
Cơ chất enzyme amylase tác dụng ñó chính là tinh bột và glycogen
+Tinh bột:
Tinh bột là nhóm carbohydrate ở thực vật chủ yếu trong các loại củ (khoai lang, khoai
tây...), các loại ngũ cốc, các loại hạt, và có công thức tổng quát là (C

6
H
12
O
6
)
n
. Tinh bột từ
mọi nguồn khác nhau ñều có cấu tạo từ amylose và amylopectin. Các loại tinh bột ña số có
20-30% amylose và 70-80% amylopectin. Trong thực vật tinh bột ñược xem như là chất dự
trữ năng lượng quan trọng.
Tinh bột không tan trong nước lạnh nhưng khi hỗn hợp tinh bột bị ñun nóng (60-85
0
C) thì
tinh bột sẽ bị hồ hoá và ñược gọi là hồ tinh bột. Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh
bột bị thủy phân do các liên kết glucosid bị phân cắt. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme
amylase xảy ra theo hai mức ñộ: dịch hoá và ñường hoá. Kết quả của sự dịch hoá là tạo ra
sản phẩm trung gian dextrin và khi dextrin tiếp tục bị ñường hoá thì sản phẩm là maltose
và glucose.
+ Glycogen
Glycogen ñược cấu tạo từ các glucose liên kết nhau bởi liên kết α-1,4-glucosid. Ở các vị trí
phân nhánh, glucose nối với nhau bằng liên kết α-1,6-glucosid. Glycogen có số mạch
nhánh nhiều hơn tinh bột. Phân tử lượng ở trong khoảng 2-3 triệu. Glycogen dễ tan trong
nước. Ở ñộng vật và người, glycogen tập trung chủ yếu ở trong gan.
2.1.2.5 Phân loại enzyme Amylase
Amylsase có nhiều loại khác nhau, ở ñây ta chỉ nghiên cứu sâu vào 2 loại amylase
sử dụng chủ yếu trong thí nghiệm là α-amylase và glucoseamylase
+ α-amylase (EC 3.2.1.1)

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
7

Là enzyme có khả năng xúc tác phản ứng phân cắt liên kết α-1,4-glucosid ở dạng cơ chất
nên gọi là endoamylase hay enzyme nội bào. Khi tác dụng lên tinh bột một cách ngẫu
nhiên không theo trật tự nào và giải phóng ra glucose dạng α nên ñược gọi là α-amylase.
Enzyme α-amylase không chỉ có khả năng phân huỷ hồ tinh bột mà còn phân huỷ cả hạt
tinh bột nguyên vẹn chưa xử lý nhưng với tốc ñộ rất chậm.
Sự thuỷ phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai ñoạn. Giai ñoạn ñầu chỉ một số
liên kết trong cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin, ñộ nhớt hồ tinh bột
giảm nhanh (gọi là giai ñoạn dịch hóa cả amylose và amylopectin ñều bị dịch hóa nhanh).
Sau ñó các dextrin này bị thủy phân tiếp tục cho ra các tetra, trimaltose không cho màu với
iod. Các chất này bị thủy phân rất chậm cho tới di và monosaccharide. Dưới tác dụng của
α-amylase, amylose bị phân cắt thành các oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose. Sau ñó
các chất này bị phân cắt nên chuỗi bị ngắt dần và tạo thành maltotetraose, maltotriose,
maltose. Sau thời gian tác dụng dài, sản phẩm của quá trình thuỷ phân amylase là 13%
glucose và 87% maltose.
Tác dụng của α-amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì α-amylase không
phân cắt ñược liên kết α-1,6-glucosid ở mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có
tác dụng lên sản phẩm lâu thì sản phẩm cuối ngoài ñường glucose, maltose còn có các
dextrin phân tử thấp và isomaltose.
Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase tinh bột sẽ chuyển hóa thành maltose, maltosetriose,
maltosetetraose và một số dextrin phân tử thấp (không cho màu với iod). Tuy nhiên thường
α-amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp và maltose.
Các giai ñoạn của quá trình thuỷ phân tinh bột bởi α-amylase
Các giai ñoạn dextrin hoá
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp
Giai ñoạn ñường hoá
Dextrin tetra-và trimaltose  di- và monosaccharide

Amylose oligosaccharide  polyglucose  maltosetetraose 
maltosetriose  maltose.
Khả năng dextrin hoá của α-amylase rất cao do ñó người ta còn gọi α-amylase là amylase
dextrin hoá hay amylase dịch hoá.





α-amylase
α-amylase
α-amylase


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
8










Hình 6 Cơ chế tác ñộng của α
αα
α-amylase lên tinh bột

Một số ñặc tính của enzyme α-amylase:
- Enzyme từ các nguồn khác nhau có thành phần acid amin khác nhau
- Enzyme α-amylase có ít methionine và khoảng 7-10 gốc cystine
- Enzyme α-amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu loãng
- Protein của các α-amylase có tinh acid và có tinh chất của globuline
- ðiểm ñẳng diện nằm trong vùng pH 4,2-5,7. Khối lượng phận tử của α-amylase khoảng
45-59 KDa
- Mỗi phân tử α-amylase ñều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1-6
nguyên tử gam/mol. Ca
2+
tham gia vào sự hình thành và ổn ñịnh cấu trúc bậc 3 của enzyme
duy trì hoạt ñộng của enzyme. Do ñó, Ca
2+
còn có vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi
bị tác ñộng bởi các tác nhân gây biến tính và tác ñộng của enzyme phân giải protein. Nếu
phân tử α-amylase bị loại bỏ hết Ca
2+
thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả năng thuỷ phân cơ
chất. α-amylase bền với nhiệt ñộ hơn các amylase khác. ðặc tính này có liên quan ñến hàm
lượng Ca
2+
trong phân tử. Tất cả các amylase ñều bị kìm hãm bởi các kim loại nặng như
Cu
2+
, Ag
+
, Hg
2+
... Chỉ trong trường hợp ứng dụng α-amylase của mầm (malt) mới cần
thêm ion Ca

2+
ñể hoạt hóa enzyme. Vì ở ñây ion Ca
2+
liên kết với phân tử men không bền
vững.
- ðiều kiện hoạt ñộng của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau.
ðộ bền với acid của α-amylase malt kém hơn so với của α-amylase nấm mốc. ðộ bền của
α-amylase bị ảnh hưởng bởi nhiệt ñộ và pH. Tuy nhiên so với các loại amylase khác thì ñộ
bền với nhiệt ñộ α-amylase cao hơn. Ở 0
0
C và pH 3,6, α-amylase của malt hoàn toàn bị
mất hoạt tính, α-amylase nấm mốc và malt hoạt ñộng tốt nhất ở nhiệt ñộ 58-60
0
C. Do ñó,
trong sản xuất rượu, người ta thường dùng malt ñể ñường hóa cơ chất ở nhiệt ñộ 60-65
0
C.
Amylose
Amylopectin


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
9

Trong ñề tài nghiên cứu này ta sử dụng enzyme α-amylase dưới dạng chế phẩm enzyme từ
vi sinh vật với tên gọi cụ thể là Termamyl 120L, loại chế phẩm này có những ñặc tính như
sau:
Loại enzyme chịu nhiệt ñộ cao (95-105
0

C)
Liều lượng sử dụng 0,05-0,1%
pH hoạt ñộng là 3,5-7,5
Hoạt ñộng ổn ñịnh trong dung dịch enzyme có 50-70 ppm Ca
2+

Chế phẩm ở dạng lỏng
+ β-amylase (EC 3.2.1.2)
Xúc tác thủy phân liên kết α-1,4-glucosid từ ñầu không khử của mạch polymer, tạo thành
ñường β-maltose. Sự thủy phân sẽ không xảy ra hoàn toàn ñối với amylopectin. Phản ứng
sẽ dừng ở ñiểm phân nhánh.
+ Glucoamylase (EC 3.2.1.3, γ-amylase hay amyloglucosidase)
Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 lẫn α-1,6-glucosid. Khi thủy phân liên
kết α-1,4-glucosid trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lược từng phân tử
glucose ra khỏi ñầu không khử của mạch ñể tạo glucose. Glucoamylase là ezyme ngoại
bào. Ngoài liên kết α-1,4 và α-1,6-glucosid, glucoamylase còn có khả năng thủy phân các
liên kết α-1,2 và α-1,3-glucosid.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen, amylopectin, dextrin,
panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các amylase
khác. Các polysaccharide có nhánh như amylopectin, glycogen, β-dextrin bị glucoamylase
thủy phân rất nhanh. ða số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng pH 3,5-5,5 và nhiệt
ñộ 50
0
C. Nó bền với acid hơn α-amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone và không
ñược bảo vệ bởi Ca
2+
.
Với ñề tài nghiên cứu này ta sử dụng enzyme glucoamylase dưới dạng chế phẩm enzyme
từ vi sinh vật với tên gọi cụ thể là AMG 300L.
+ Isoamylase (EC 3.2.1.68)

Xúc tác thủy phân liên kết α-1,6-glucosid của amylopectin, sản phẩm là những chuỗi
polysaccharide mạch thẳng. Trong thực tế, ñược sử dụng kết hợp với glucoamylase ñể phá
vỡ hoàn toàn tinh bột.
+ Pollulanase (EC 3.2.1.41)
Xúc tác thủy phân liên kết α-1,6-glucosid của pullulan và amylopectin tạo thành maltriose
và polysaccharide mạch thẳng. Mặc dù isoamylase và pullunase có cùng kiểu cắt ñứt mạch
amylopectin những tính chọn lọc của chúng là khác nhau, isoamylase chủ yếu cắt ñứt liên
kết α-1,6-glucosid nối những mạch dài còn pullunase cắt ñứt nối những mạch ngắn hơn.


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
10

2.1.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae


Hình 7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men có cấu tạo ñơn bào, sinh sản bằng cách nảy
chồi, khi gặp ñiều kiện không thuận lợi thì sinh bào tử. Về sinh dưỡng: nấm men tiếp nhận
thức ăn bằng con ñường hấp thu có chọn lọc trên bề mặt của tế bào, sau ñó khuếch tán vào
bên trong.
Tế bào nấm men có hình elip, kích thướt của tế bào nấm men khoảng 8-15µm. ðây là loại
nấm men có khả năng lên men nổi, tế bào nấm men lơ lửng trong dịch lên men và tập trung
nhiều ở vùng bề mặt, quá trình lên men tạo nhiều bọt khí, nấm men sẽ bám trên bọt khí,
ñến một lúc nào ñó bọt khí bị vở ra và do sự chênh lệch về khối lượng riêng nên nấm men
sẽ chìm xuống dưới khi ñó nấm men tiếp xúc nhiều với cơ chất tạo ñiều kiện thuận lợi cho
quá trình lên men.

Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
11

Bảng 2 Thành phần hóa học của tế bào nấm men
Thành phần Hàm lượng (%) chất khô
Cacbon 49,8
CaO 12,4
Nitơ 6,7
Hydro 3,54
P
2
O
5
2,34
K
2
O 0,04
SO
3
0,42
MgO 0,38
Fe
2
O
3
0,035
SiO 0,09
(Nguyễn ðức Lượng, 2002)
Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men nhiều loại ñường như: glucose, saccarose,

fructose, rafinose, galactose. Chúng có khả năng lên men ở nhiệt ñộ cao (36-40
0
C), chúng
có khả năng chịu ñược ñộ acid. ðặc biệt chúng có khả năng chịu ñược thuốc sát trùng
Na
2
SiF
6
với nồng ñộ 0,02%-0,025%. ðặc ñiểm này rất thuận lợi khi lên men có sử dụng
thuốc sát trùng. ðặc ñiểm quan trọng hơn hết của loại nấm men này là khả năng lên men
nhiều loại nguyên liệu khác nhau như gạo, ngô, khoai, sắn với lượng ñường trong dung
dịch từ 12-18% có khi cao tới hơn 22%, nhiệt ñộ lên men thích hợp là 28-32
0
C và thời gian
lên men ngắn.











Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
12

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG NẾP THAN
2.2.1 Quy trình sản xuất chung
























Pha nước (tỉ lệ 1 nếp: 4 nước)
Gạo nếp than nghiền mịn
Dịch hóa (sử dụng enzyme α-amylase)
ðường hóa (sử dụng enzyme glucoamylase)

Lọc bỏ bã nếp

ðiều chỉnh pH (4,5-5,0) và ñộ Bx =22
o

Thanh trùng (80-85
0
C, 30 phút)
Làm nguội (30-33
0
C)

Bổ sung Nấm men

Lên men chính

Chiết rút

Lên men phụ
(Bổ sung 0,5-1g acidsorbic/kg sản phẩm)
Sản phẩm



Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
13

2.2.2 Thuyết minh quy trình
- Nếp than nghiền mịn cho tinh bột dễ dàng tiếp xúc với enzyme, bổ sung nước vào theo tỉ

lệ 1 nếp: 4 nước ñể hòa tan tinh bột
- Dịch hóa bằng enzyme α-amylase trong 30 phút làm cho dịch cháo loãng ra do tinh bột bị
α-amylase phân cắt thành những dextrin mạch ngắn với tốc ñộ rất nhanh
- Sau ñó tiến hành ñường hóa dịch nếp bằng enzyme glucoamylase trong 30 phút khi ñó
tinh bột trở thành những phân tử glucose và glucose chính là cơ chất nấm men có thể sử
dụng ñể lên men thành rượu
- Sau khi ñường hóa xong lọc bỏ bả nếp, thu dịch trong do bả nếp có nhiều chất xơ sẽ ngăn
cản quá trình lên men của nấm men. Tiếp theo ta ñiều chỉnh ñộ Brix, pH của dung dịch
thích hợp cho lên men (ñộ Bx=22
o
, pH 4,5-5,0) bằng ñường saccharose và acid citric ñể
chuẩn bị cho lên men
- Thanh trùng dịch ñường ở 80-85
0
C trong 30 phút ñể hạn chế những vi sinh vật gây lên
men tạp trong dịch lên men, và sau ñó ñể nhiệt ñộ dịch ñường giảm xuống còn 30-33
0
C ta
tiến hành bổ sung nấm men vào thực hiện quá trình lên men rượu
- Sau khi kết thúc quá trình lên men chính tiến hành chiết rượu và lên men phụ, thời gian
lên men phụ này làm cho sản phẩm ñược ổn ñịnh về ñộ rượu, ñộ trong, mùi vị... ñồng thời
khi có sự bổ sung acid sorbic vào ñể giữ màu của sản phẩm và làm cho sản phẩm ổn ñịnh
và ít bị biến ñổi trong thời gian bảo quản do loại acid này có tính xác trùng mạnh ñối với
nấm men và nấm mốc.
2.3 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU
2.3.1 Quá trình dịch hóa
2.3.1.1 Cơ sở lý luận
Tinh bột của các loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn,…có lớp màng bền vững bảo vệ nó
khỏi bị men amylase tác dụng. Mặt khác, ở trạng thái bình thường tinh bột không ở trạng
thái hòa tan nên sự tác dụng của men amylase lên nó rất yếu. Muốn tăng cường quá trình

ñường hóa cần phải phá vở cấu trúc tế bào chuyển tinh bột về trạng thái hòa tan và ñến lúc
ñó enzyme α-amylase ñã ñược bổ sung vào sẽ hoạt ñộng phân cắt những hạt tinh bột thành
dextrin mạch ngắn và một lượng nhỏ ñường glucose tạo thuận lợi cho quá trình ñường hóa.
2.3.1.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình dịch hóa
Qua nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng, khi ñun tinh bột với nước lên tới 40
0
C, hạt tinh
bột bắt ñầu trương nở. Nếu tiếp tục tăng nhiệt ñộ, thể tích của hạt tinh bột tiếp tục tăng,
mối liên kết giữa các phần tử của hạt tinh bột yếu dần và tới một lúc nào ñó thì các phần tử
tinh bột ñược tan ra trong dung dịch. Hiện tượng tan ra của tinh bột này gọi là hiện tượng
hồ hóa. Khi tinh bột bị hồ hóa thì enzyme α-amylase hoạt ñộng và phân cắt tinh bột thành
những mạch ngắn làm dịch cháo loãng ra.


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
14

2.3.2 Quá trình ñường hóa
2.3.2.1 Cơ sở lý luận
Trong quá trình sản xuất rượu, tế bào nấm men không có khả năng chuyển hóa tinh bột, hồ
tinh bột thành rượu. Chúng chỉ có khả năng sử dụng ñường, chuyển ñường thành rượu. Vì
vậy sau khi dịch hóa, dịch tinh bột cần ñược chuyển thành ñường trước khi lên men. Về lý
thuyết, sự chuyển tinh bột thành ñường có thể xảy ra nhờ sự xúc tác của các chất hóa học
(acid, bazơ) hoặc men amylase. Trong sản xuất rượu, người ta chỉ sử dụng enzyme
amylase ñể ñường hóa.
2.3.2.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình ñường hóa
Sau khi dịch hóa tinh bột chủ yếu bị biến ñổi thành những dextrin mạch ngắn và một phần
glucose khi ở vào thời ñiểm thích hợp cho glucoamylase hoạt ñộng thì các enzyme này sẽ
tiến hành phân cắt dextrin và tạo ra sản phẩm chủ yếu là ñường glucose ñể chuẩn bị cho

quá trình lên men.
2.3.3 Quá trình lên men rượu
2.3.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men rượu là một quá trình trao ñổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là
chất xúc tác sinh học (ñược sinh ra từ sự trao ñổi chất ñể duy trì sự sống của nấm men).
Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác
nhau. Tuy nhiên, có hai hình thức lên men chính: lên men yếm khí và lên men hiếu khí.
- Lên men yếm khí: là sự phân hủy ñường không có sự hiện diện của oxy như quá trình lên
men lactic, len men rượu, butylic…
- Lên men hiếu khí: là sự phân hủy ñường có sự hiện diện của O
2
như quá trình lên men
acid acetic, citric…
Lên men rượu, bia ñều là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men. Nấm men
chuyển hóa ñường thành rượu etylic và CO
2
. Nguời ta còn gọi lên men là quá trình cồn
hóa, rượu hóa. Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kỳ chính:
- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai ñoạn này với sự có mặt của O
2
tế bào nấm men phát
triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng).
- Thời kỳ lên men chuyển ñường thành rượu và CO
2
: giai ñoạn này, nấm men hấp thụ các
chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình ñể thực hiện xúc tác sinh hóa
trong quá trình trao ñổi chất ñể duy trì sự sống tạo thành rượu và CO
2
.
2.3.3.2 Cơ chế của quá trình lên men

ðể lên men, người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất ñịnh. Tùy theo
phương pháp lên men mà lượng nấm men cho vào khác nhau. Thông thường khi lên men,
lượng tế bào nấm men phải ñạt ñược >100 triệu tế bào trong 1 ml dung dịch lên men. Do
di
ện tích bề mặt của tế bào nấm men rất lớn nên khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng rất


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
15

mạnh. ðuờng lên men và các chất dinh dưỡng khác trong môi trường lên men trước tiên
ñược hấp thụ trên bề mặt của nấm men sau ñó khuếch tán qua màng tế bào vào bên trong tế
bào nấm men, rượu và CO
2
sẽ ñược tạo thành.
Rượu ethylic tạo thành khuếch tán ra môi truờng bên ngoài qua màng tế bào nấm men.
Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất nhanh vào trong môi trường, CO
2
cũng
hòa tan vào trong môi trường nhưng sự hòa tan không lớn. Ở áp suất 800mmHg, nhiệt ñộ
25 – 30
0
C là 0,857 – 0,837 lít CO
2
trong 1 lít nước. Vì thế, CO
2
sinh ra trong quá trình lên
men sẽ khuếch tán vào trong môi trường và nhanh chóng ñạt ñược trạng thái bão hòa. Khi
bão hòa, CO

2
bám vào xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khí. Tế bào nấm
men thường dính liền nhau, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi
lớn, ñến lúc nào ñó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm
men sẽ nổi lên trên bề mặt. Khi ñến bề mặt, do có sự thay ñổi ñột ngột sức căng bề mặt nên
chúng bị vỡ ra làm cho khí CO
2
bị phóng thích ra bên ngoài. Lúc này do khối lượng riêng
của nấm men ñủ lớn trở lại nên chúng sẽ bị chìm xuống. Quá trình này diễn ra liên tục nên
tế bào nấm men từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái ñộng, làm gia tăng khả năng tiếp
xúc giữa tế bào nấm men và môi trường ñiều này làm cho quá trình trao ñổi chất diễn ra
nhanh hơn, khi ñó sẽ làm tăng nhanh quá trình lên men. Khí CO
2
ức chế quá trình lên men,
nhưng trong quá trình thoát khí CO
2
làm tăng khả năng lên men của nấm men. Kích thước,
vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa tan mang ñiện tích, các vật lơ lửng khác
hiện diện trong dịch lên men ñiều ảnh hưởng ñến sự thoát khí CO
2
nên cũng ảnh hưởng
ñến quá trình lên men.
2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men
: Có năm yếu tố cơ bản ảnh hưởng
ñến quá trình lên men rượu như sau:
+ Nồng ñộ ñường
Nấm men chỉ có khả năng lên men ñường thành rượu trong khoảng nồng ñộ thích hợp từ
10 – 22%, nồng ñộ ñường quá cao sẽ ức chế nấm men và khả năng lên men rượu giảm khi
nồng ñộ ñường 30 – 35%, nồng ñộ ñường thấp quá cũng làm giảm năng lực lên men.
+ Ảnh hưởng của nhiệt ñộ

ðể thấy rõ ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hoạt ñộng sống của nấm men, cụ thể nấm men
Saccharomyces cerevisiae Rasse XII trong quá trình lên men rượu. Nấm men chủng XII
phát triển tốt nhất ở nhiệt ñộ 30 – 33
0
C nhiệt ñộ tối ña là 38
0
C, tối thiểu là 5
0
C. Nấm men
ñược nuôi cấy ở nhiệt ñộ thấp hơn nhiệt ñộ tối ưu ở 17–22
0
C có năng lực lên men rất lớn.
ðối với quá trình lên men thì nấm men sẽ chịu ñược giới hạn nhiệt ñộ khá rộng từ 1-45
0
C.
Nếu nhịêt ñộ quá 50
0
C nấm men sẽ chết.
+ Ảnh hưởng của acid (pH)
Nấm men có thể phát triển trong môi trường có chỉ số pH 2-8 nhưng thích hợp nhất là 4-
4,5. Vi khuẩn bắt ñầu phát triển ở pH 4,2 và cao hơn, khi pH < 4,2 chỉ có nấm men phát
tri
ển. Vì vậy, trong lên men rượu ñể ngăn ngừa khả năng nhiễm khuẩn người ta thực hiện
trong giới hạn pH 3,8-4,0. Tuy nhiên trong thực tế có những loài vi khuẩn do quen dần (


Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
16
thuần hoá) với ñộ pH thấp nên ngoài việc ứng dụng ñiều chỉnh pH thích hợp còn phải kết

hợp sử dụng các chất sát trùng. Khi pH 8 thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi
khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH 3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa
phát triển. ðể tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men (kể cả lên men) người
ta có thể bổ sung vào môi trường bất cứ một loại acid nào, miễn là anion của acid không
gây ảnh hưởng mạnh ñến trung tâm hoạt ñộng của nấm men.
+ Ảnh hưởng của nồng ñộ rượu
Nồng ñộ rượu sinh ra có ảnh hưởng ñến tốc ñộ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng
ñộ rượu ảnh hưởng ñến tốc ñộ phát triển riêng của nấm men còn phù thuộc vào thời gian,
số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường nuôi cấy. Cùng một môi trường
nuôi cấy, số lượng nấm men cho vào bằng nhau, ñiều kiện nuôi cấy giống nhau thì nồng ñộ
rượu ban ñầu 1% chưa có ảnh hưởng ñến tốc ñộ và khả năng phát triển của nấm men, từ 4–
6% ñã có ảnh hưởng xấu.
+ Ảnh hưởng của oxy
Nấm men là loại vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Trong ñiều kiện không có oxy nấm
men sẽ lên men ñường tạo thành rượu và CO
2
, còn trong ñiều kiện ñầy ñủ oxy nấm men có
khả năng oxy hóa ñường thành rượu và CO
2
và tăng sinh khối. “Hiệu ứng Pastuer” kìm
hãm sự lên men rượu bằng O
2
. Oxy là thành phần không thể thiếu ñược ở giai ñoạn phát
triển sinh khối. Tuy nhiên, nó là nguyên nhân gây hư hỏng cho rượu trong giai ñoạn chế
biến còn lại. Với sự có mặt của O
2
nấm men sẽ lên men không hoàn toàn vì chúng sẽ phát
triển sinh khối.
Trong giai ñoạn bảo quản thì chúng sẽ làm cho sản phẩm có nhiều aldehyt, sản phẩm rất dễ
bị biến màu do các phản ứng oxy hóa, phản ứng hóa nâu gây tối màu cho sản phẩm, làm

chua sản phẩm do sự hình thành acid hữu cơ (vi khuẩn lactic, acetic…) gây thối cho sản
phẩm rượu theo thời gian bảo quản (do rượu bia là môi trường rất giàu chất dinh dưỡng
cho vi khuẩn gây thối phát triển.
2.3.3.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men
+ Sự tạo thành acid
Trong quá trình lên men rượu luôn tạo các acid hữu cơ bao gồm: acid acetic, acid lactic,
acid citric, acid pyrovic và acid succinic nhưng nhiều hơn cả là acid acetic và acid latic.
Acid acetic có thể ñược tạo thành từ phản ứng oxy hoá khử giữa hai aldehyde acetic trong
ñó 1 phân tử bị oxy hoá, phân tử thứ hai sẽ bị khử:
CH
3
CHO + CH
3
CHO + H
2
O = CH
3
COOH + C
2
H
5
OH
Acid lactic ñược tạo bởi pyrovat dehydronase theo phản ứng:
CH
3
CO-COOH + NAD.H
2
= CH
3
CHOHCOOH + NAD

Hoặc
CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO + H
2
O = CH
3
CHOHCOOH + H
3
PO
4