Nghiên cứu quy trình cố định nấm men trên chất màng BC và ứng dụng vào quá trình lên men chính RV

Luận văn tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin cảm ơn các thầy cô trường Đại học Bách Khoa
Tp.HCM đã tận tình dạy bảo, xây dựng những kiến thức cơ bản cần thiết
cho em trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến cô Tôn Nữ Minh Nguyệt và
thầy Lê Văn Việt Mẫn vì sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình mà thầy cô đã
dành cho em trong suốt quá trình làm luận văn.
Mặc dù gặp nhiều khó khăn trong thời gian vừa qua, nhưng sự động
viên, giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và gia đình đã giúp em hoàn thành
tốt nhiệm vụ được giao. Em xin chân thành cảm ơn tất cả những người đã
giúp đỡ em hoàn thành tốt luận văn này.
Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2008
Nguyễn Đức Ninh

Luận văn tốt nghiệp
MỤC LỤC
Chương 1: GIỚI THIỆU ................................................................ 1
Chương 2: TỔNG QUAN ............................................................... 3
2.1 TỔNG QUAN VỀ RƯU VANG, NHO VÀ NẤM MEN DÙNG TRONG SẢN XUẤT
RƯU VANG ..................................................................................................................... 3
2.1.1 Rượu vang ............................................................................................................. 3
2.1.2 Nho ........................................................................................................................ 4
2.1.3 Nấm men ............................................................................................................... 8
2.2 CỐ ĐỊNH NẤM MEN ................................................................................................ 11
2.2.1 Sơ lược một số vấn đề về kỹ thuật cố đònh tế bào ............................................... 11
2.2.2 Các chất mang cố đònh nấm men trong sản xuất rượu vang ................................. 15
2.2.3 Cố đònh nấm men trong gel alginate .................................................................... 20
2.2.4 Một số tính chất của nấm men cố đònh ................................................................ 26
2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH
LÊN MEN RƯU VANG ................................................................................................ 32

2.3.1 Ảnh hưởng của hàm lượng đường ........................................................................ 32
2.3.2 Ảnh hưởng của pH ............................................................................................... 36
2.3.3 Ảnh hưởng của hàm lượng SO2 ........................................................................... 38
2.3.4 Ảnh hưởng của tannin .......................................................................................... 40
2.3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ ....................................................................................... 41
2.4 ỨNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT CỐ ĐỊNH TRONG SẢN XUẤT RƯU VANG ...... 44
2.4.1 Dùng kỹ thuật cố đònh để khắc phục một số vấn đề trong sản xuất rượu vang .... 44
2.4.2 Dùng kỹ thuật cố đònh trong một số phương pháp lên men .................................. 47
2.4.3 Dùng kỹ thuật cố đònh trong sản xuất một số loại rượu vang ............................... 50
Chương 3: NGUYÊN LIỆU và PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 53
3.1 NGUYÊN LIỆU .......................................................................................................... 53
3.1.1 Nho ...................................................................................................................... 53
3.1.2 Nấm men ............................................................................................................. 54
3.1.3 Alginate ............................................................................................................... 54
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................ 54
3.2.1 Mục đích và nội dung nghiên cứu ........................................................................ 54
3.2.2 Phương pháp cố đònh nấm men trong gel alginate ............................................... 56
3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến động học quá trình lên
men rượu vang nho sử dụng nấm men cố đònh trong gel alginate ................................. 57
3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến động học quá trình lên
men rượu vang nho, sử dụng nấm men cố đònh trong gel alginate ................................ 58
3.2.5 Xử lý kết quả ....................................................................................................... 58
3.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................................... 60
3.3.1 pH ........................................................................................................................ 60
3.3.2 Nồng độ chất khô ................................................................................................ 60
3.3.3 Hàm lượng đường khử [4] .................................................................................... 60
i
Luận văn tốt nghiệp
3.3.4 Hàm lượng nitơ amin tự do [4] ............................................................................. 61
3.3.5 Hàm lượng nitơ ammonium [184] ........................................................................ 63

3.3.6 Hàm lượng tannin [4] ........................................................................................... 64
3.3.7 Hàm lượng sulfur dioxide [171] ........................................................................... 64
3.3.8 Hàm lượng ethanol [4] ......................................................................................... 65
3.3.9 Hàm lượng acid tổng [4] ...................................................................................... 67
3.3.10 Hàm lượng acid dễ bay hơi [171] ....................................................................... 67
3.3.11 Mật độ tế bào [3] ............................................................................................... 67
KẾT QUẢ và BÀN LUẬN ........................................................... 68
3.4 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯNG ĐƯỜNG ĐẾN ĐỘNG HỌC QUÁ
TRÌNH LÊN MEN RƯU VANG SỬ DỤNG NẤM MEN CỐ ĐỊNH TRONG GEL
ALGINATE ...................................................................................................................... 68
3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến động học quá trình sinh trưởng
của nấm men ................................................................................................................ 68
3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến động học quá trình sử dụng cơ
chất trong quá trình lên men ......................................................................................... 71
3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến động học quá trình tạo sản phẩm
78
3.4.4 Kết luận chung .................................................................................................... 85
3.5 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯNG TANNIN ĐẾN ĐỘNG HỌC QUÁ
TRÌNH LÊN MEN RƯU VANG SỬ DỤNG NẤM MEN CỐ ĐỊNH TRONG GEL
ALGINATE ...................................................................................................................... 86
3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tannin đến động học quá trình sinh trưởng
của nấm men ................................................................................................................ 86
3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tannin đến động học quá trình sử dụng cơ
chất trong quá trình lên men ......................................................................................... 88
3.5.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tannin đến động học quá trình tạo sản phẩm
93
3.5.4 Kết luận chung .................................................................................................... 99
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................... 100
4.1 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 100
4.2 KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................101
ii
Luận văn tốt nghiệp
Danh mục các bảng
Chương 2: TỔNG QUAN ................................................................
Bảng 2.1: Thành phần của dòch nho và rượu vang thông thường [199]..3
Bảng 2.2: Thành phần các một số acid hữu cơ chính trong dòch nho đỏ
và rượu vang đỏ [167]..................................................................6
Bảng 2.3: Các đặc tính mong muốn của nấm men vang [85].............10
Bảng 2.4: So sánh các kỹ thuật cố đònh tế bào (còn nữa)..................13
Bảng 2.5: Một số chất mang sử dụng để cố đònh nấm men trong sản
xuất rượu vang (còn nữa)............................................................16
Bảng 2.6: Tốc độ sử dụng cơ chất và hình thành sản phẩm của nấm
men cố đònh trong gel alginate và nấm men tự do [74].....................28
Bảng 2.7: Các hợp chất hương chính của rượu vang tạo bởi nấm men cố
đònh và nấm men tự do trong khoảng nhiệt độ 15 – 20oC [113]........31
Bảng 2.8: Thành phần của rượu vang trắng lên men bằng 4 loại nấm
men cố đònh trong gel alginate và nấm men tự do [208]....................32
Bảng 2.9: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến động học quá
trình lên men trong quá trình lên men tónh rượu vang ở 30oC bởi tế bào
cố đònh sấy thăng hoa (freeze-dried gluten supported biocatalyst – FGB),
tế bào tự do sấy thăng hoa (freef reeze-dried cells – ffdc) và tế bào cố
đònh chưa qua sấy (wet gluten supported biocatalyst – WGB) [93].......36
Bảng 2.10: Các nguyên nhân cơ bản gây ra hiện tượng kéo dài thời gian
lên men hoặc quá trình lên men kết thúc khi hàm lượng đường sót còn
rất cao [85, 170, 26, 163]..........................................................46
Bảng 2.11: Năng suất sinh cồn trong quá trình lên men dòch nho bởi
nấm men cố đònh trên kissiris, γ-alumina và alginate tại 7, 13 và 27oC
[14] 49
Bảng 2.12: Các hợp chất dễ bay hơi tạo thành trong suốt quá trình lên

men liên tục rượu vang sử dụng nấm men cố đònh trên miếng táo và quá
trình lên men tónh sử dụng nấm men tự do. Quá trình lên men được thực
hiện ở 30oC [112].....................................................................49
Bảng 3.13: Thành phần của dòch nho sau khi ép.............................54
Bảng 3.14: Các chất bổ sung vào dòch nho khi khảo sát ảnh hưởng của
hàm lượng đường ban đầu đến quá trình lên men............................58
Bảng 3.15: Các chất bổ sung vào dòch nho khi khảo sát ảnh hưởng của
hàm lượng tannin ban đầu đến quá trình lên men............................58
iii
Luận văn tốt nghiệp
Bảng 4.16: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sinh
trưởng riêng cực đại của nấm men trong quá trình lên men rượu vang,
sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate..........70
Bảng 4.17: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến hàm lượng
đường sót trong quá trình lên men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và
nấm men cố đònh trong gel alginate...............................................71
Bảng 4.18: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường cực đại của nấm men trong quá trình lên men rượu vang sử
dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate..............73
Bảng 4.19: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường riêng cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng
nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate.....................73
Bảng 4.20: Độ lên men ứng với hàm lượng đường ban đầu khác nhau.73
Bảng 4.21: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến thời gian lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate. 74
Bảng 4.22: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................75
Bảng 4.23: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến hàm lượng

cồn đạt được trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do
và nấm men cố đònh trong gel alginate...........................................78
Bảng 4.24: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................79
Bảng 4.25: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn riêng cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng
nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate.....................80
Bảng 4.26: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn trung bình của nấm men trong quá trình lên men rượu
vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate...81
Bảng 4.27: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến hiệu suất sinh
tổng hợp cồn trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do
và nấm men cố đònh trong gel alginate...........................................83
iv
Luận văn tốt nghiệp
Bảng 4.28: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sinh
trưởng riêng cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................88
Bảng 4.29: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến hàm lượng
đường sót trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do và
nấm men cố đònh trong gel alginate...............................................89
Bảng 4.30: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................89
Bảng 4.31: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường riêng cực đại (chỉ xét cho giá trò cực đại đầu tiên) trong quá
trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh
trong gel alginate.......................................................................90
Bảng 4.32: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến thời gian lên

men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate. 91
Bảng 4.33: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................92
Bảng 4.34: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn cực đại trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................94
Bảng 4.35: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn riêng cực đạitrong quá trình lên men rượu vang sử dụng
nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate.....................94
Bảng 4.36: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................95
Bảng 4.37: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến hiệu suất sinh
tổng hợp cồn trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do
và nấm men cố đònh trong gel alginate...........................................96
v
Luận văn tốt nghiệp
Danh mục các hình vẽ
Chương 2: TỔNG QUAN ................................................................
Hình 2.1: Nho xanh (a) và nho đỏ (b, c)..........................................4
Hình 2.2: Cơ chế của quá trình biến đổi các hợp chất nitơ bởi nấm men
[85] 6
Hình 2.3: Các acid không bay hơi trong rượu vang: a) acid citric, b)
acid tartaric, c) acid malic, d) acid succinic, e) acid lactic...................6
Hình 2.4: Cấu trúc phân tử của acid tannic .....................................8
Hình 2.5: Các kỹ thuật cơ bản để cố đònh tế bào [113]....................12
Hình 2.6: Cấu trúc của alginate: (a) các monomer của alginate, (b) chuỗi
alginate, (c) sự phân bố các block [186]........................................20

Hình 2.7: Cơ chế tạo gel của alginate theo phương pháp tạo gel từ bên
ngoài [186]...............................................................................21
Hình 2.8: Cơ chế tạo gel của alginate theo phương pháp tạo gel từ bên
trong [186]...............................................................................22
Hình 2.9: Con đường hình thành các chất tạo hương vò cho rượu vang
[85] 30
Hình 2.10: Hàm lượng ethanol (P) thay đổi theo thời gian ứng với các
nồng độ cơ chất khác nhau. Hàm lượng glucose ban đầu (g/L): ο, 51;  ,
103; ∆, 136; •, 204; , 251; , 297 [12]...................................33
Hình 2.11: Tốc độ sử dụng glucose cực đại (dS/st) ( ) và tốc độ tạo
thành ethanol cực đại (dP/dt) (ο) khi hàm lượng đường thay đổi [12]. .33
Hình 2.12: Sự thay đổi hàm lượng đường theo thời gian. Hàm lượng
đường ban đầu (g/L): .................................................................34
Hình 2.13: Sự sử dụng glucose trong suốt quá trình lên men. -ο ο- nấm
men tự do; -•-•- nấm men cố đònh trong gel agar [91]......................34
Hình 2.14: Khả năng tạo cồn của nấm men trong suốt quá trình lên
men. -ο ο- nấm men tự do; -•-•- nấm men cố đònh trong gel agar [91]35
Hình 2.15: nh hưởng của pH đến tốc độ lên men của nấm men cố
đònh () và nấm men tự do (o). Tốc độ lên men tương đối được tính
bằng phần trăm so với tốc độ lên men cực đại [98].........................37
Hình 2.16: nh hưởng của pH đến khả năng sống sót của nấm men cố
đònh () 37
Hình 2.17: nh hưởng của pH đến hàm lượng cồn tạo thành trong suốt
quá trình lên men: , pH 2,80;  pH 3,0;  pH 3,25;  pH
vi
Luận văn tốt nghiệp
3,50;  pH 3,70. Các ký hiệu rỗng và đặc lần lượt ứng với nấm men
cố đònh và nấm men tự do [208]..................................................38
Hình 2.18: nh hưởng của hàm lượng SO2 đến quá trình lên men rượu
vang trắng (được đặc trưng bởi độ lên men, tính theo % so với hàm

lượng chất khô ban đầu) [69]......................................................39
Hình 2.19: nh hưởng của SO2 đến hàm lượng cồn tạo thành trong suốt
quá trình lên men: , không bổ sung;  64mg/L;  101mg/L;
 192mg/L;  325mg/L. Các ký hiệu rỗng và đặc lần lượt ứng với
nấm men cố đònh và nấm men tự do [208].....................................40
Hình 2.20: nh hưởng của tannin đến hàm lượng cồn tạo thành trong
suốt quá trình lên men:  477mg GAE/L;  667 mg GAE/L; 
920 mg GAE/L;  1246 mg GAE/L;  2178 mg GAE/L. Các ký
hiệu rỗng và đặc lần lượt ứng với nấm men cố đònh và nấm men tự do
[208]. 41
Hình 2.21: nh hưởng của nhiệt độ lên men đến hàm lượng cồn tạo
thành trong suốt quá trình lên men:  10oC;  15oC;  20oC;
 25oC;  30oC;  40oC. Các ký hiệu rỗng và đặc lần lượt
ứng với nấm men cố đònh và nấm men tự do [208]..........................42
Hình 2.22: nh hưởng của nhiệt độ đến động học quá trình lên men
rượu vang sử dụng nấm men cố đònh trên DCM và nấm men tự do [17].
43
Hình 2.23: Sự chuyển hóa acid malic bởi nấm men tự do và nấm men
Schizosaccharomyces pombe cố đònh khi sử dụng các hàm lượng đường
ban đầu khác nhau [126]............................................................45
Hình 2.24: Động học của quá trình lên men rượu vang ở những nhiệt độ
khác nhau sử dụng nấm men cố đònh trên gluten. Dòch nho có nồng độ
chất khô ban đầu là 204g/L, sử dụng nấm men cố đònh trên gluten sấy
th ng hoa (FGB 1,2), nấm men tự do sấy th ng hoa (ffdc) (các chữ số 1ă ă
và 2 là lên men lặp lại lần thứ nhất và lần thứ 2) [93]......................48
Hình 3.25: Quy trình ép nho.......................................................53
Hình 3.26: Sơ đồ nghiên cứu.......................................................55
Hình 3.27: Quy trình cố đònh nấm men trong gel alginate bằng phương
pháp tạo gel từ bên ngoài............................................................56
Hình 4.28: Sự thay đổi mật độ tế bào nấm men trong quá trình lên men

rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
vii
Luận văn tốt nghiệp
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 – 360g/L)
69
Hình 4.29: Sự thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng của nấm men trong quá
trình lên men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh
trong gel alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200
– 360g/L). 69
Hình 4.30: Sự thay đổi nồng độ chất khô trong quá trình lên men rượu
vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate
(hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 – 360g/L).......71
Hình 4.31: Sự thay đổi hàm lượng đường trong quá trình lên men rượu
vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate
(hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 – 360g/L).......71
Hình 4.32: Sự thay đổi tốc độ sử dụng đường trong quá trình lên men
rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 72
Hình 4.33: Sự thay đổi tốc độ sử dụng đường riêng trong quá trình lên
men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 72
Hình 4.34: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................75
Hình 4.35: Sự thay đổi hàm lượng nitơ amin tự do trong quá trình lên
men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 76

Hình 4.36: Sự thay đổi hàm lượng nitơ ammonium trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 77
Hình 4.37: Sự thay đổi hàm lượng cồn trong trong quá trình lên men
rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 78
viii
Luận văn tốt nghiệp
Hình 4.38: Sự thay đổi tốc độ sinh tổng hợp cồn trong trong quá trình
lên men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong
gel alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 79
Hình 4.39: Sự thay đổi tốc độ sinh tổng hợp cồn riêng trong trong quá
trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh
trong gel alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200
– 360g/L). 80
Hình 4.40: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................81
Hình 4.41: nh hưởng của hàm lượng đường ban đầu đến hiệu suất sinh
tổng hợp cồn trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do
và nấm men cố đònh trong gel alginate...........................................82
Hình 4.42: Sự thay đổi pH trong trong quá trình lên men rượu vang sử
dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate (hàm lượng
đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 – 360g/L).......................83
Hình 4.43: Sự thay đổi hàm lượng acid tổng trong trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –

360g/L). 83
Hình 4.44: Sự thay đổi hàm lượng acid dễ bay hơi trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng đường ban đầu thay đổi trong khoảng 200 –
360g/L). 84
Hình 4.45: Sự thay đổi mật độ tế bào nấm men trong quá trình lên men
rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 87
Hình 4.46: Sự thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng của nấm men trong quá
trình lên men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh
trong gel alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8
– 9,8g/L). 87
Hình 4.47: Sự thay đổi tốc độ sinh trưởng riêng của nấm men trong quá
trình lên men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh
trong gel alginate khi hàm lượng tannin ban đầu là 17,8g/L...............88
ix
Luận văn tốt nghiệp
Hình 4.48: Sự thay đổi nồng độ chất khô trong quá trình lên men rượu
vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate
(hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 – 17,8g/L).......88
Hình 4.49: Sự thay đổi hàm lượng đường trong quá trình lên men rượu
vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate
(hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 – 17,8g/L).......89
Hình 4.50: Sự thay đổi tốc độ sử dụng đường trong quá trình lên men
rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 89
Hình 4.51: Sự thay đổi tốc độ sử dụng đường riêng trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel

alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 90
Hình 4.52: Ảnh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sử
dụng đường trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................92
Hình 4.53: Sự thay đổi hàm lượng nitơ amin tự do trong quá trình lên
men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 92
Hình 4.54: Sự thay đổi hàm lượng nitơ ammonium trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 93
Hình 4.55: Sự thay đổi hàm lượng cồn trong quá trình lên men rượu
vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate
(hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 – 17,8g/L).......94
Hình 4.56: Sự thay đổi tốc độ sinh tổng hợp cồn trong quá trình lên
men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate khi hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L. 94
Hình 4.57: Sự thay đổi tốc độ sinh tổng hợp cồn riêng trong quá trình
lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong
gel alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 94
x
Luận văn tốt nghiệp
Hình 4.58: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến tốc độ sinh
tổng hợp cồn trung bình trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm
men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate............................95
Hình 4.59: nh hưởng của hàm lượng tannin ban đầu đến hiệu suất sinh

tổng hợp cồn trong quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men tự do
và nấm men cố đònh trong gel alginate...........................................96
Hình 4.60: Sự thay đổi pH trong quá trình lên men rượu vang, sử dụng
nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel alginate (hàm lượng tannin
ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 – 17,8g/L)................................98
Hình 4.61: Sự thay đổi hàm lượng acid tổng trong quá trình lên men
rượu vang sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 98
Hình 4.62: Sự thay đổi hàm lượng acid dễ bay hơi trong quá trình lên
men rượu vang, sử dụng nấm men tự do và nấm men cố đònh trong gel
alginate (hàm lượng tannin ban đầu thay đổi trong khoảng 1,8 –
17,8g/L). 98
xi
Luận văn tốt nghiệp
Danh mục một số thuật ngữ và chữ viết tắt
 ADH : enzyme alcohol dehydrogenase
 CD : Nấm men cố đònh
 DCM : Delignified Cellulosic Material
 DEAE-cellulose : diethylaminoethyl-cellulose
 EEFA : ethyl ester fatty acid
 FGB : freeze-dried gluten supported biocatalyst, là tế bào cố đònh sấy thăng
hoa.
 Ffdc : free freeze-dried cells, là tế bào tự do sấy thăng hoa.
 NS : non-Saccharomyces, là những loài nấm men không thuộc giống
Saccharomyces.
 TD : Nấm men tự do
 WGB : wet gluten supported biocatalyst, là tế bào cố đònh chưa qua sấy
 µ : Tốc độ sinh trưởng riêng tức thời của tế bào, là tốc độ sinh trưởng
tính trên một đơn vò tế bào tại một thời điểm nhất đònh. Đơn vò: h

-1
 µ
max
: Tốc độ sinh trưởng riêng cực đại của tế bào, là tốc độ sinh trưởng
riêng lớn nhất trong toàn bộ quá trình lên men. Đơn vò: h
-1
 g
S
: Tốc độ sử dụng đường tức thời của nấm men, là hàm lượng đường mà
nấm men sử dụng trong một đơn vò thời gian. Đơn vò: g/L/h
 g
Smax
: Tốc độ sử dụng đường cực đại của nấm men, là tốc độ sử dụng đường
lớn nhất trong toàn bộ quá trình lên men. Đơn vò: g/L/h
 γ
S
: Tốc độ sử dụng đường riêng tức thời của nấm men, là tốc độ sử dụng
đường tính trên một đơn vò tế bào tại một thời điểm nhất đònh. Đơn vò: g/h/10
12
tế bào
 γ
Smax
: Tốc độ sử dụng đường riêng cực đại của nấm men, là tốc độ sử dụng
đường riêng lớn nhất trong toàn bộ quá trình lên men. Đơn vò: g/h/10
12
tế bào
 τ : Tổng thời gian lên men, được xác đònh từ độ lên men. Đơn vò: h
 K
S
: Tốc độ sử dụng đường trung bình, là hàm lượng đường trung bình

được nấm men sử dụng trong một đơn vò thời gian lên men. Đơn vò: g/L/h
 g
P
: Tốc độ sinh tổng hợp cồn tức thời của nấm men, là hàm lượng cồn mà
nấm men sinh tổng hợp được trong một đơn vò thời gian. Đơn vò: g/L/h
 g
pmax
: Tốc độ sinh tổng hợp cồn cực đại của nấm men, là tốc độ sinh tổng
hợp cồn lớn nhất trong toàn bộ quá trình lên men. Đơn vò: g/L/h
xii
Luận văn tốt nghiệp
 γ
P
: Tốc độ sinh tổng hợp cồn riêng tức thời của nấm men, là tốc độ sinh
tổng hợp cồn tính trên một đơn vò tế bào tại một thời điểm nhất đònh. Đơn vò: g/h/10
12
tế
bào
 γ
Pmax
: Tốc độ sinh tổng hợp cồn riêng cực đại của nấm men, là tốc độ sinh
tổng hợp cồn riêng lớn nhất trong toàn bộ quá trình lên men. Đơn vò: g/h/10
12
tế bào
 K
P
: Tốc độ sinh tổng hợp cồn trung bình, là hàm lượng cồn trung bình
được nấm men sinh tổng hợp trong một đơn vò thời gian lên men. Đơn vò: g/L/h
 η : Hiệu suất sinh tổng hợp cồn, là số mol ethanol được tạo thành từ một
mol glucose được nấm men sử dụng. Đơn vò: mol ethanol/ mol glucose.

xiii

Chương 1: Giới thiệu
Chương 1:GIỚI THIỆU
Như chúng ta đã biết, rượu vang là một trong những sản phẩm lên men có lòch sử lâu đời
nhất. Theo các tài liệu cổ, rượu vang có xuất xứ từ các nước Ả Rập vào khoảng thế kỷ 18
hay 19 trước Công nguyên và cho đến nay, rượu vang đã trở nên phổ biến khắp nơi trên thế
giới. Rượu vang được ưa thích trước hết là do hương vò hết sức đặc trưng mà không loại sản
phẩm nào có thể thay thế, sau đó là do nó đem lại cảm giác sảng khoái và sức khỏe cho
người uống.
Đầu tiên, rượu vang được tạo ra bằng quá trình lên men tự phát. Sau đó, người ta đã tiến
hành phân lập các chủng nấm men và cấy vào dòch lên men loài Saccharomyces cerevisiae
thuần thiết để thúc đẩy quá trình lên men và tăng chất lượng của rượu vang. Tuy nhiên, việc
sử dụng nấm men tự do để lên men có khá nhiều nhược điểm:
−Thời gian lên men dài, năng suất lên men thấp.
−Tiêu tốn nhiều năng lượng để tách nấm men ra khỏi rượu vang sau quá trình lên men.
−Khả năng tái sử dụng nấm men rất thấp.
−Khó tự động hóa quá trình lên men.
Để khắc phục các nhược điểm này, nhiều nghiên cứu về việc sử dụng nấm men cố đònh
trong sản xuất rượu vang đã được thực hiện. Các nghiên cứu này đều cho thấy nấm men cố
đònh có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với nấm men tự do:
−Tăng tốc độ sử dụng cơ chất, rút ngắn thời gian lên men.
−Ổn đònh hoạt tính của nấm men. Các chất mang cố đònh có tác dụng như là một tác
nhân bảo vệ tế bào chống lại những ảnh hưởng bất lợi của pH, nhiệt độ, dung môi và ngay
cả các kim loại nặng.
−Dễ dàng tách nấm men ra khỏi sản phẩm sau quá trình lên men, do đó làm giảm chi
phí về thiết bò và năng lượng.
−Có thể tái sử dụng nấm men nhiều lần.
−Tạo điều kiện thuận lợi cho việc tối ưu hóa và tự động hóa quá trình lên men.

Các nghiên cứu trước đây về ứng dụng nấm men cố đònh trong sản xuất rượu vang chủ
yếu khảo sát quá trình sử dụng đường, quá trình sinh tổng hợp cồn và sự hình thành các hợp
chất hương mà ít đề cập đến động học quá trình sinh trưởng của nấm men, quá trình sử dụng
các hợp chất nitơ cũng như sự chuyển hóa của các acid hữu cơ trong suốt quá trình lên men
chính. Chúng tôi cũng tìm thấy rất ít các nghiên cứu về ảnh hưởng của một số yếu tố công
nghệ trong quá trình sản xuất đến động học quá trình lên men rượu vang sử dụng nấm men
cố đònh như ảnh hưởng của hàm lượng tannin, hàm lượng SO
2
trong dòch nho ban đầu. Tuy
nhiên, các nghiên cứu này cũng chỉ khảo sát quá trình sinh tổng hợp cồn mà chưa khảo sát
Trang 1
Chương 1: Giới thiệu
một cách toàn diện ảnh hưởng của các yếu tố này đến tất cả các mặt trong quá trình lên
men chính.
Trên cơ sở đó, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu “Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố
công nghệ đến động học quá trình lên men rượu vang nho sử dụng nấm men cố đònh”.
Chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của 4 yếu tố công nghệ, bao gồm: pH, hàm lượng
đường, hàm lượng SO
2
và hàm lượng tannin ban đầu. Tuy nhiên, trong phạm vi bài luận văn
này, tôi chỉ xin trình bày sư ảnh hưởng của 2 yếu tố là hàm lượng đường và hàm lượng
tannin ban đầu. Kết quả về sự ảnh hưởng của pH và hàm lượng SO
2
trong dòch nho đến quá
trình lên men sẽ do một bạn khác trình bày.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chất mang là alginate - một polysaccharide thu
được từ rong mơ phân bố dọc theo bờ biển miền Trung của Việt Nam. Chúng tôi lần lượt
khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường và hàm lượng tannin ban đầu đến các vấn đề sau:
−Động học quá trình sinh trưởng của nấm men.
−Động học quá trình sử dụng cơ chất: đường khử, nitơ amin và nitơ vô vơ.

−Động học quá trình hình thành sản phẩm: do thời gian hạn hẹp và chưa có điều kiện về
kinh phí nên trong phạm vi bài luận văn này, chúng tôi chỉ trình bày sản phẩm quan trọng
nhất của quá trình lên men là cồn mà chưa trình bày các hợp chất hương. Và chúng tôi cũng
khảo sát thêm sự chuyển hóa của các acid hữu cơ trong suốt quá trình lên men chính.
Trang 2
Chương 2: Tổng quan
Chương 2:TỔNG QUAN
2.1 TỔNG QUAN VỀ RƯU VANG, NHO VÀ NẤM MEN DÙNG
TRONG SẢN XUẤT RƯU VANG
2.1.1 Rượu vang
Rượu vang nho là sản phẩm thu được bằng con đường lên men cồn từ dòch nho. Rượu
vang nho có thể được sản xuất từ một giống nho riêng biệt, hoặc từ hỗn hợp hai hay ba
giống nho khác nhau. Vì vậy sản phẩm vang nho có số lượng và chủng loại rất phong phú,
đa dạng. Về mặt công nghệ, sản phẩm vang nho được chia ra thành hai nhóm lớn [1]:
−Nhóm rượu vang không có gas
−Nhóm rượu vang có gas
Do quá trình lên men, thành phần của rượu vang khác với thành phần của dòch nho ban
đầu (bảng 2.1) [199].
Bảng 2.1: Thành phần của dòch nho và rượu vang thông thường [199]
Hợp chất % trong dòch nho % trong rượu vang
Nước 75,0 86,0
Đường
(fructose, glucose và một ít saccharose)
22,0 0,3
Alcohols
(ethanol và hàm lượng vết của terpenes, glycerols và
rượu bậc cao)
0,1 11,2
Acid hữu cơ
(tartaric, malic và một ít lactic, succinic, oxalic,…)

0,9 0,6
Khoáng
(potassium, calcium và một ít sodium, magnesium, iron,
…)
0,5 0,5
Phenols
(các flavonoid như là các chất màu cùng với các
nonflavonoid như là cinnamic acid và vanillin)
0,3 0,3
Các hợp chất chứa nitơ
(protein, amino acid, humin, amide, ammonia,…)
0,2 0,1
Các hợp chất hương
(các ester như là ethyl caproate, ethyl butyrate,…)
Vết Vết
TỔNG 100,0 100,0
Trang 3
Chương 2: Tổng quan
2.1.2 Nho
2.1.2.1Phân loại
Phân loại khoa học của nho [217]:
• Giới (regnum) : Plantae
• Ngành (divisio) : Magnoliophyta
• Lớp (class) : Magnoliopsida
• Bộ (ordo) : Vitales
• Họ (familia) : Vitaceae
• Chi (genus) : Vitis
Trong đó, loài Vitis vinifera là thích hợp nhất để sản xuất rượu vang vì loài này
chứa [216]:
−Hàm lượng các chất dinh dưỡng cao, cần thiết cho sự phát triển của nấm men vang.

−Hàm lượng acid khá cao, đủ để ức chế sự phát triển của các vi sinh vật không mong
muốn trong và sau quá trình lên men.
−Hàm lượng đường đủ để tạo ra hàm lượng cồn cao, nhờ đó ức chế được các vi sinh vật
gây hư hỏng trong rượu vang.
−Các hợp chất hương với thành phần và lượng thích hợp, vì thế rượu vang tạo thành có
tính chất cảm quan tốt.
Dựa vào nguồn gốc giống nho, có thể chia thành 2 nhóm cơ bản là [1] :
• Nho trắng: trái nho khi chín vỏ không có màu hoặc màu vàng lục nhạt.
• Nho đỏ: trái nho khi chín vỏ có màu đỏ – tím ở những mức độ khác nhau (Hình
2.1).

a) b) c)
Hình 2.1: Nho xanh (a) và nho đỏ (b, c)
Trang 4
Chương 2: Tổng quan
2.1.2.2Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của nho thay đổi theo giống, độ chín, thời vụ thu hoạch, điều kiện
đất đai, khí hậu, kỹ thuật canh tác …. Thành phần cơ bản của nho được nêu ra như trong
bảng 2.1.
Một số các hợp chất quan trọng trong nho và rượu vang:
• Đường
Thông thường dòch nho để sản xuất rượu vang chứa 16 – 26% (w/v) đường. Trong nho
khô và trong nho thu hoạch trễ, hàm lượng đường có thể lên tới trên 30% (w/v). Dòch nho cô
đặc với hàm lượng đường 35
o
Bx được sử dụng để sản xuất rượu vang có hàm lượng cồn cao
(Buescher và cộng sự, 2001). Khi đó độ lên men đạt khoảng 86 – 87%. Hàm lượng đường
cao có thể ảnh hưởng đến khả năng lên men của nấm men [129].
Dòch nho trước khi lên men thường chứa tỷ lệ cân bằng của glucose và fructose. Trong
suốt quá trình lên men, tất cả các chủng Saccharomyces cerevisiae đều ưu tiên sử dụng

glucose hơn là fructose. Hàm lượng ethanol cao có tác động ức chế mạnh sự sử dụng
fructose hơn là glucose. Trong khi đó, bổ sung nitơ vào dòch nho sẽ kích thích sự sử dụng
fructose hơn là glucose [26, 49].
• Nitơ
Các hợp chất nitơ rất cần cho sự phát triển và trao đổi chất của nấm men. Trong số các
chất dinh dưỡng mà nấm men có thể sử dụng được trong suốt quá trình lên men dòch nho, về
số lượng, nitơ là thành phần quan trọng thứ hai sau các hợp chất carbon. Có nhiều hợp chất
chứa nitơ có mặt trong dòch nho, với hàm lượng thay đổi từ 60 – 2400mg/L [85].
Saccharomyces cerevisiae có khả năng sử dụng các nguồn nitơ khác nhau để phát triển,
nhưng không phải tất cả các nguồn nitơ đều hỗ trợ phát triển tốt như nhau. Các nguồn nitơ
tốt là ammonium, glutamine và asparagine, trong khi đó proline và urea được xem như là
những nguồn nitơ kém chất lượng [24, 85].
Tất cả các hợp chất chứa nitơ tích lũy trong dòch nho bò biến đổi thành một trong hai sản
phẩm cuối là ammonium hoặc glutamate (Hình 2.2). Glutamate cùng với glutamine đóng
một vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi nitơ của nấm men. Từ 2 amino acid này tất cả
các hợp chất chứa nitơ trong tế bào được tạo ra [85].
• Acid hữu cơ
Trong nho và rượu vang, 6 acid chiếm thành phần chính là acid tartaric, acid malic, acid
citric, acid lactic, acid succinic và acid acetic (Hình 2.3, bảng 2.2). Trong đó, acid acetic là
hợp chất dễ bay hơi còn các acid khác là acid không bay hơi.
Độ phân ly của các acid này giảm theo thứ tự sau: acid citric, acid tartaric, acid malic,
acid succinic, acid lactic, và acid acetic.
Trang 5
Chương 2: Tổng quan
Hình 2.2: Cơ chế của quá trình biến đổi các hợp chất nitơ bởi nấm men [85]

a) b) c)

d) e)
Hình 2.3: Các acid không bay hơi trong rượu vang: a) acid citric, b) acid tartaric, c) acid malic, d)

acid succinic, e) acid lactic
Bảng 2.2: Thành phần các một số acid hữu cơ chính trong dòch nho đỏ và rượu vang đỏ [167]
Acid hữu cơ Dòch nho đỏ Rượu vang đỏ
Acid citric
Acid tartaric
Acid malic
Acid succinic
Acid lactic
Acid acetic
0,25 – 0,35g/L
4,07 – 7,65g/L
1,99 – 2,91g/L
Rất ít
Rất ít
Rất ít
0,17 – 0,40g/L
2,60 – 5,7g/L
0,06 – 3,13g/L
0,48 – 1,22g/L
0,07 – 4,89g/L
0,30 – 1,44g/L
Trang 6
Chương 2: Tổng quan
• SO
2
Sulfur dioxide được sử dụng rộng rãi trong rượu vang như là một chất chống oxy hóa,
tác nhân kháng khuẩn và đồng thời cũng là tác nhân cho việc chọn lọc các loài hoặc chủng
có thể phát triển và đóng góp vào quá trình lên men. Trong rượu vang, SO
2
tồn tại ở 2 dạng:

tự do và liên kết. Nhưng chỉ SO
2
tự do mới có tính khử và diệt khuẩn. Mặc dù vậy, một vài
dạng SO
2
liên kết có thể chuyển hóa thành SO
2
tự do và có thể bù lại cho lượng SO
2
bò giảm
trong quá trình lên men. Vì thế, SO
2
là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến động học
quá trình lên men và chất lượng rượu vang [22, 30, 48, 58, 63, 79, 90, 143].
Bên cạnh đó, SO
2
còn có ảnh hưởng xấu đến quá trình lên men rượu vang: dẫn tới kéo
dài thời gian lên men hoặc quá trình lên men kết thúc khi hàm lượng đường sót còn cao, và
ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của rượu vang [48, 81].
• Tannin
Trong các thập kỷ qua, thành phần polyphenolic được quan tâm do nó ảnh hưởng đến
giá trò cảm quan của rượu vang (màu sắc và mùi vò) và các giá trò dinh dưỡng khác (theo
quan điểm về y học, tannin được xem là chất chống oxi hóa, chống khối u và bệnh mạch
vành) [64, 31, 51, 165, 80, 174, 29, 99, 157].
Tannin xuất phát từ chữ “tanning” có nghóa là thuộc da vì tannin có khả năng phản ứng
và kết tủa với các protein có trong da động vật [87]. Tannin có ở 2 dạng là tannin ngưng tụ
và tannin thủy phân [216]:
− Tannin thủy phân: có nguồn gốc từ các acid phenolic như là acid gallic và acid ellagic.
−Tannin ngưng tụ: là polymer của flavan-3-ol (epicatechin, catechin và gallocatechin)
và flavan-3,4-diol.

Tannin có ở trong nho và rượu vang chủ yếu là các tannin ngưng tụ [216].
Tannin có thể được thêm vào rượu vang dưới dạng acid tannic (Hình 2.4) để phản ứng
và kết tủa với protein và để cải thiện độ trong của rượu vang. Trong suốt quá trình ủ, sự
thay đổi hàm lượng tannin ngưng tụ sẽ ảnh hưởng đến màu sắc và tính chất cảm quan của
rượu vang, và khi đó, khối lượng phân tử của tannin có thể tăng lên [216].
2.1.2.3Tình hình trồng nho trên thế giới và ở Việt Nam
Theo số liệu của FAO, 75.866km² đất trên thế giới được dùng để trồng nho. Khoảng
71% sản lượng nho được dùng sản xuất rượu vang, 27% được dùng để ăn dưới dạng quả tươi
và 2% được sử dụng làm nho khô [217].
Khác với các loại trái cây khác của Việt Nam, nho là loại trái cây được du nhập từ các
nước trên thế giới vào Việt Nam từ những năm 1960. Nho trồng tập trung chủ yếu ở Ninh
Thuận và Bắc Bình Thuận với diện tích khoảng 2.500 – 7.000 ha. Đặc biệt tại vùng Ninh
Thuận, cây nho rất có tiềm năng, năng suất khá cao, trên một hecta có thể thu được 30 - 40
tấn mỗi năm. Giống nho đầu tiên được trồng là giống nho đỏ ăn tươi Red Cardinal. Cho tới
bây giờ, đây vẫn là giống nho chủ lực do sản lượng tương đối cao. Giống này tồn tại trên 30
năm. Trước năm 2000, giống này chiếm 100% diện tích trồng nho tại Việt Nam, nhưng hiện
Trang 7
Chương 2: Tổng quan
nay chỉ chiếm khoảng 80%. Giống nho xanh NH01 – 48 được nhập từ Thái Lan từ năm 1997
chiếm gần 20% diện tích trồng nho hiện nay. Ngoài ra, chúng ta cũng có một số giống mới
nhập khác nhưng chỉ chiếm một diện tích trồng rất nhỏ [215].
Hình 2.4: Cấu trúc phân tử của acid tannic
2.1.3 Nấm men
Nấm men là vi sinh vật quan trọng, kiểm soát quá trình lên men cồn trong sản xuất rượu
vang. Nấm men trong quá trình lên men rượu vang có thể có từ 3 nguồn gốc khác nhau: bề
mặt trái nho, bề mặt thiết bò và từ canh trường được cấy vào. Thành phần và chất lượng của
rượu vang có liên quan chặt chẽ đến nấm men. Trong quá trình lên men, bên cạnh các sản
phẩm chính là ethanol và CO
2
, nấm men tạo thành nhiều sản phẩm phụ, ví dụ như glycerol,

acid acetic, acid succinic và đặc biệt là các hợp chất hương, góp phần đáng kể vào chất
lượng của rượu vang [9, 89, 92, 151, 163].
2.1.3.1Phân loại
Nấm men có thể được phân thành 2 nhóm:
−Thứ nhất gọi là non-Saccharomyces (NS – là những loài nấm men không thuộc giống
Saccharomyces), thường xuất hiện trên bề mặt của trái nho cùng với nhiều loại vi sinh vật
khác. Hầu hết các loài NS không có khả năng tồn tại khi nồng độ cồn cao hơn 6%v/v
(ngoại trừ Brettanomyces bruxellensis có thể phát triển trong môi trường có nồng độ cồn lên
đến 12%). Trước đây, nấm men NS được xem là các vi sinh vật gây hư hỏng. Tuy nhiên,
những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng, một số loài nấm men NS có lợi cho chất lượng
rượu vang, giúp tăng cường hương vò của rượu vang [23, 41, 42, 45, 149, 166, 207].
Trang 8
Chương 2: Tổng quan
−Nhóm khác góp phần vào hương vò rượu vang, cũng là nhân tố chính của quá trình lên
men cồn là các loài thuộc giống Saccharomyces. Saccharomyces có khả năng chòu đựng sự
thay đổi của điều kiện môi trường với nồng độ ethanol và acid hữu cơ tăng và sự cạn kiệt
chất dinh dưỡng (Pretorius, 2000). Như vậy, mặc dù có nhiều giống và loài nấm men trong
dòch nho, nhưng giống Saccharomyces, mà chủ yếu là loài Saccharomyces cerevisiae mới là
loài đảm nhiệm việc thực hiện các quá trình chuyển hóa sinh học quan trọng trong lên men
vang. Chính vì thế, Saccharomyces cerevisiae còn được gọi là “nấm men vang” [58, 85, 92,
149, 166, 199].
2.1.3.2Trình tự lên men của các giống nấm men trong quá trình
lên men vang
Quá trình lên men rượu vang có thể được tiến hành một cách tự nhiên mà không cần
cấy giống hoặc bằng cách cấy vào dòch nho các nấm men vang chọn lọc. Việc lên men dòch
nho được thực hiện bởi một hệ vi sinh vật phức tạp, trong đó các chủng nấm men phát triển
và chết tùy theo sự thích nghi của chúng đối với môi trường. Tương tác nấm men-nấm men
xảy ra trong suốt quá trình sản xuất rượu vang ngay từ khi bắt đầu quá trình lên men cồn.
Trong quá trình lên men tự nhiên, các nấm men có mặt trong nho nguyên liệu như là
Kloeckera apiculata, Hansenula, Hanseniaspora uvarum, Pichia và Candida spp. khởi đầu

quá trình lên men cồn từ dòch nho. Các nấm men này chết dần khi hàm lượng cồn tăng, chỉ
còn lại Saccharomyces cerevisiae có khả năng chòu được hàm lượng cồn cao tiếp tục quá
trình lên men cho đến khi kết thúc. Sự chuyển biến này rất quan trọng vì các chủng non-
Saccharomyces thường tạo ra các hợp chất không mong muốn như rượu bậc cao, acid acetic
và acetaldehyde. Sự biến mất hoặc giảm mật độ của giống non-Saccharomyces có thể là do
khả năng chòu đựng cồn thấp, hoặc bò ức chế bởi các chất diệt men (acid béo mạch ngắn và
trung bình, glycoprotein,…) hoặc do hàm lượng oxy và nitrogen còn lại thấp. Các quá trình
lên men có kiểm soát thường được thực hiện bằng cách cấy canh trường Saccharomyces
cerevisiae thuần khiết, nhờ đó quá trình lên men diễn ra nhanh hơn và có thể tạo ra rượu
vang với hương vò đặc trưng [25, 42, 44, 46, 48, 61, 84, 85, 89, 90, 92, 122, 139, 149, 151,
161, 163, 166].
Tuy nhiên, theo nhiều tác giả thì khi có các loài nấm men non-Saccharomyces phát triển
trong rượu vang với một mức độ vừa phải, hương vò của rượu vang sẽ phong phú hơn và
được ưa thích nhiều hơn so với rượu vang chỉ được lên men từ giống Saccharomyces [90].
2.1.3.3Chỉ tiêu chọn lựa nấm men vang
Ngoài vai trò quan trọng của nấm men vang là xúc tác việc chuyển hóa hoàn toàn và có
hiệu quả đường thành cồn mà không tạo ra các hương vò không mong muốn thì ngày nay, do
yêu cầu ngày càng cao, canh trường Saccharomyces cerevisiae cần phải có nhiều đặc tính
khác, như liệt kê trong bảng 2.3 [85]. Tuy nhiên, để có thể kiểm tra hết tất cả các chỉ tiêu
này thì tốn rất nhiều thời gian. Regodon và cộng sự (1997) đã đưa ra một phương pháp đơn
giản và hiệu quả để chọn lựa nấm men vang dùng trong sản xuất công nghiệp dựa trên các
tính chất công nghệ của nấm men vang. Phương pháp này chỉ bao gồm 2 bước [164]:
Trang 9