luận văn: SO SÁNH PHÁT TRIỂN CỦA NẤM MEN SACCHAROMYCES.SP PHÂN LẬP TỪ TỰ NHIÊN VÀ SACCHAROMYCES.CEREVISIA

Chia sẻ: Nguyễn Thị Bích Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:55

Thêm vào BST

Báo xấu

168
lượt xem 50
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ. Trên thế giới, nhất là ở các nước Châu Âu, rượu vang đã có từ lâu đời và được dùng rất phổ biến.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: luận văn: SO SÁNH PHÁT TRIỂN CỦA NẤM MEN SACCHAROMYCES.SP PHÂN LẬP TỪ TỰ NHIÊN VÀ SACCHAROMYCES.CEREVISIA

TRƯ NG I H C C N THƠ KHOA NÔNG NGHI P& SINH H C NG D NG LU N VĂN T T NGH ÊP NGÀNH CÔNG NGH TH C PH M SO SÁNH PHÁT TRI N C A N M MEN SACCHAROMYCES.SP PHÂN L P T T NHIÊN VÀ SACCHAROMYCES.CEREVISIA Gi ng viên hư ng d n Th.S. NHAN MINH TRÍ Th.S. NGUY N B O L C NĂM 2005 i
L IC MT Xin chân thành c m t Th.S Nhan Minh Trí và Th.s Nguy n B o L c là nh ng gi ng viên c a B Môn Công Ngh Th c Ph m – Khoa Nông Nghi p và Sinh H c ng D ng - Trư ng i H c C n Thơ ã t n tình hư ng d n và truy n t nh ng kinh nghi m quí báu giúp em có th hoàn thành t t lu n văn t t nghi p này. Xin chân thành c m ơn quý Th y Cô c a Trư ng i H c C n Thơ trong nh ng năm qua ã truy n t nh ng ki n th c r t quí báu em có th bư c vào i m t cách t tin có th làm vi c và ph n u ư c t t sau này. Chân thành c m ơn các cán b phòng thí nghi m B Môn Công Ngh Th c Ph m – Khoa Nông Nghi p và Sinh H c ng D ng - Trư ng i H c C n Thơ. C m ơn các b n sinh viên l p Công Ngh Th c Ph m K26 ã giúp tôi trong su t th i gian qua. TP.C n Thơ, ngày 06 tháng 06 năm 2005 Sinh viên th c hi n Nguy n i Dương ii
M CL C Trang L i c m t ......................................................................................... i M c l c .............................................................................................. ii Danh sách b ng ................................................................................. iii Danh sách hình ................................................................................. iv Tóm t t .............................................................................................. v Chương 1 TV N ................................................................. 1 tv n ........................................................................... 1 M c tiêu nghiên c u ............................................................ 1 Chương 2 LƯ C KH O TÀI LI U.................................................. 2 1.Nguyên li u ...................................................................... 2 Nho ............................................................................. 2 N m men .................................................................... 2 2.Khái quát quá trình lên men rư u ..................................... 6 3.Cơ ch quá trình lên men .................................................. 7 4. Khái quát v rư u vang ................................................... 7 5. H vi sinh v t trong lên men rư u vang t nhiên ............. 8 6. M t s n m men thư ng g p trong s n xu t rư u vang.... 9 7. Yêu c u i v i ch n n m men thu n ch ng.................... 10 8. Các y u t nh hư ng t i n m men trong lên men rư u vang ................................................................................ 10 Chương 3 PHƯƠNG TI N VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U ............................................... 12 1. Phương ti n thí nghi m.................................................... 12 2. Phương pháp thí nghi m .................................................. 13 Sơ thí nghi m ......................................................... 13 chu n b môi trư ng nuôi c y n m men ...................... 13 B trí thí nghi m ......................................................... 16 Chương 4 K T QU VÀ TH O LU N .................................... 19 Chương 4 K T LU N VÀ NGH ........................................ 28 TÀI LI U THAM KH O iii
CHƯƠNG I TV N 1. tv n Rư u vang là m t lo i rư u nh ư c lên men t d ch ép trái cây, là m t th c u ng có giá tr dinh dư ng cao, hương v thơm ngon và có l i cho s c kh e con ngư i khi dùng m t cách i u . Trên th gi i, nh t là các nư c Châu Âu, rư u vang ã có t lâu i và ư c dùng r t ph bi n. Nhưng nư c ta, s n ph m rư u vang v n chưa ư c quan tâm nhi u, qui mô s n xu t ch y u dư i d ng th công, lên men t nhiên chưa có cơ s khoa h c cũng như phương pháp h p lí d n n năng su t cũng như ch t lư ng s n ph m chưa cao. V i s phát tri n c a khoa h c k thu t, công ngh s n xu t rư u bia cũng ã có s phát tri n m nh m . Trong quá trình s n xu t rư u truy n th ng, rư u nho ư c lên men t nhiên do nhi u chúng n m men có s n trên trái nho. s n ph m n nh và t ch t lư ng cao, các nghiên c u c n ph i ư c ti n hành nh m phân l p và ch n nh ng gi ng nâm men t i ưu. Phân l p m t vi sinh v t là quá trình tách riêng t ng vi sinh v t ó t m u v t ho c qu n th vi sinh v t ban u thu nh n gi ng d ng thu n khi t. Sau ó các gi ng này ư c cho lên men trong d ch nho và kh o sát c tính và t c phát tri n trong i u ki n khác nhau. T trư c n nay, nhi u nghiên c u s n xu t rư u nho t n m men thu n ch ng Saccharomyces.cerevisiaeelà lo i n m men ư c bán ngoài th trư ng s n xu t bánh mì. Do ó tài ch n loài này nghi n c u và so sánh t c lên men cũng như ch t lư ng s n ph m rư u thu ư c t n m men Saccharomyces.cerevisiaeevà n m men phân l p gi ng Saccharomyces sp t t nhiên (trên v trái nho). Vi c nghiên c u xem trong 2 gi ng n m men trên gi ng nào có ho t l c lên men m nh nh t, ch t lư ng cao nh t, có th t o ra m t rư u có ch t lư ng t t hơn, ang là m t nhu c u thi t th c nh m nâng cao hi u su t len men cũng như ch t lư ng s n ph m. 2. M c tiêu nghiên c u T nh ng i u trình bày trên, m c tiêu c a tài là: 2.1 Kh o sát t c phát tri n c a n m men, c n t o thành cùng s thay i pH c a d ch qu nho theo th i gian khi ti n hành lên men d ch qu b ng gi ng n m men Saccharomyces sp ư c phân l p t t nhiên (trên v trái nho) và Saccharomyces cerevisiae. 2.2 So sánh t c phát tri n, c n t o thành i v i hai gi ng n m men kh o sát trên. Qua ó kh o sát nh hư ng c a y u t pH ban âu c a d ch qu n t c c a t ng gi ng n m men và so sánh. iv
CHƯƠNG II LƯ C KH O TÀI LI U 1. Nguyên li u 1.1 Nho Trong s n xu t rư u vang, nho là m t nguyên li u truy n th ng r t ư c ưa thích và có giá tr dinh dư ng cao. Nho ư c tr ng nhi u các nư c Châu Âu nh t là Pháp và Mĩ. nư c ta nho cũng ã ư c tr ng m t s t nh mi n Trung và ang phát tri n ngh tr ng nho v i y tri n v ng phía trư c. Trên qu nho có r t nhi u lo i n m men có m t m t cách t nhiên là nhân t chính tham gia vào quá trình s n xu t rư u vang nho lên men t nhiên truy n th ng. Qu nho ép ư c 85 – 95% d ch qu . Nư c nho lên men t o ra m t lo i rư u vang có giá tr dinh dư ng cao, hương v c trưng, thơm ngon và màu s c r t p. Nho có thành ph n hóa h c trung bình như sau: - Nư c : 70 – 80% - ư ng : 10 – 25% (trong ó ch y u là glucose, fructose và saccharose) - Acid h u cơ : 0,5 – 1,7% (ch y u là acid malic và factoric) - Protein : 0,1 – 0,9% - Pectin : 0,1 – 0,3% - Khoáng : 0,1 – 0,5% - Vitamin : C, B1, B2, PP - Các h p ch t màu: màu chính là anthocyanin. - Các h p ch t thơm và m t s h p ch t khác. Nho là lo i qu lí tư ng nh t lên men ch bi n rư u vang vì: - Qu nho có ch t lư ng, giá tr dinh dư ng cao, t o hương v m à, c trưng. - Thành ph n hóa h c trong d ch nho r t thích h p cho n m men phát tri n. - T l d ch nư c ép ư c cao. 1.2. N m men N m men là tên chung ch nhóm n m men có c u t o và sinh s n b ng cách n y ch i và phân c t. Chúng phân b r ng rãi kh p nơi. c bi t chúng có m t nhi u t tr ng nho và các nơi tr ng hoa qu . Ngoài ra th y chúng có v
m t trên trái cây chín, trong nh y hoa, trong không khí và c nơi s n xu t rư u vang. 1.2.1 Hình d ng và kích thư c - Hình d ng t bào n m men N m men thư ng có hình d ng khác nhau, thư ng có hình c u, hình elip, hình tr ng, hình b u d c và c hình dài. M t s loài n m men có t bào hình dài n i v i nhau thành nh ng d ng s i g i là khu n ty (Mycelium) hay khu n ty gi (Pseudo mycelium). Tuy nhiên hình d ng c a chúng không n nh, ph thu c vào tu i c a n m men và i u ki n nuôi c y. - Kích thư c t bào n m men T bào n m men thư ng có kích thư c r t l n g p t 5 – 10 l n t bào vi khu n. Kích thư c trung bình - Chi u dài: 9 – 10 µ m - Chi u r ng: 2 – 7 µ m Kích thư c cũng thay i, không ng u các loài khác nhau, các l a tu i khác nhau và i u ki n nuôi c y khác nhau. 1.2.2. C u t o t bào n m men T bào n m men cũng như nhi u lo i t bào khác ư c c u t o ch y u t các ph n cơ b n như sau: - Thành t bào: c u t o t nhi u thành ph n khác nhau. Trong ó ch y u là: glucan, manan, protein, lipid và m t s thành ph n nh khác như kitin, volutin,… - Màng nguyên sinh ch t: g m các h p ch t ph c t p như protein, phospholipit enzyme permeaza… - Ch t nguyên sinh: thành ph n c u t o ch y u là nư c, protit, gluxit, lipit và các mu i khoáng, enzyme và có các cơ quan trong ó. - Nhân t bào - Nh ng thành ph n – cơ quan con khác: không bào, ty l p th , riboxom,… 1.2.3.S sinh s n c a n m men N m men có m t s hình th c sinh s n sau: - Sinh s n b ng cách n y ch i. - Sinh s n b ng cách phân ôi. - Sinh s n b ng bào t và s hình thành bào t . + Ti p h p ng giao + Ti p h p d giao vi
+ Sinh s n ơn tính 1.2.4. Phân lo i n m men Ch y u có hai l p: n m men th t (Ascomyces) và l p n m men gi (Fungi imporfecti) - L p n m men th t (l p Ascomyces – l p n m túi): + Ph n l n n m men dùng trong công nghi p thu c l p Ascomyces, a s thu c gi ng Saccharomyces. + Gi ng Endomyces + Gi ng Schizosaccharomyces - L p n m men gi (Fungi imporfecti – n m men b t toàn) + Crytococus (toscula, tornlopsis) + Mycoderma + Eandida + Geotrichum ( ã ư c x p vào l p n m m c) + Rhodotorula 1.2.5. Các quá trình sinh lí c a t bào n m men * Sinh dư ng c a n m men C u t o c a t bào n m men thay i khác nhau tùy theo loài, tu i và môi trư ng s ng, nhưng nhìn chung bao g m: - Nư c: 75 – 85% - Ch t khô: 15 – 25% . Trong ó ch t khoáng chi m 2 – 14% hàm lư ng ch t khô. B ng I.1. Thành ph n hóa h c c a n m men Các ch t Thành ph n (% ch t khô) Cacbon 49,8 CaO 12,4 Nitro 6,7 Hydro 3,54 P2O5 2,34 K2O 0,04 SO3 0,42 MgO 0,38 Fe2O3 0,035 SiO 0,09 Ngu n: Lư ng, Nguy n c, 1996 vii
N m men cũng như các sinh v t s ng khác c n oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho, kali, magiê,… - Dinh dư ng Cacbon Ngu n Cacbon cung c p là các lo i ư ng khác nhau: saccarose, maltose, lactose, glucose… Hô h p hi u khí: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 674 cal Hô h p k khí C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 33 cal - Dinh dư ng oxy, hydro: ư c cung c p cho t bào t nư c c a môi trư ng nuôi c y hay d ch. - Dinh dư ng Nitơ: N m men không có men ngo i bào phân gi i protid, nên không th phân c t albumin c a môi trư ng mà ph i cung c p nitơ d ng hòa tan, có th là m h u cơ ho c vô cơ. D ng h u cơ thư ng dùng là acid amin, pepton, amid, urê. m vô cơ là các mu i amon kh nitrat, sulfat… - Các vitamin và ch t khoáng: Ch t khoáng có nh hư ng to l n n ho t ng s ng c a n m men + Phospho: có trong thành ph n nucleoprotein, polyphosphat c a nhi u enzyme c a s n ph m trung gian c a quá trình lên men rư u, chúng t o ra liên k t có năng lư ng l n. + Lưu huỳnh: tham gia vào thành ph n m t s acid amin, albumin, vitamin và enzyme. + Magiê: tham gia vào nhi u ph n ng trung gian c a s lên men. + S t: tham gia vào các thành ph n enzyme, s hô h p và các quá trình khác. + Kali: ch a nhi u trong n m men, nó thúc y s phát tri n c a n m men, tham gia vào s lên men rư u, t o i u ki n ph c h i phosphorin hóa c a acid pyruvic. + Mangan: óng vai trò tương t như magiê. * Cơ ch v n chuy n các ch t dinh dư ng vào trong t bào n m men N m men hoàn toàn không có cơ quan dinh dư ng riêng bi t, các ch t dinh dư ng mà nó s d ng ch y u ư c v n chuy n qua thành t bào theo hai con ư ng cơ b n - Th m th u b ng: trên thành t bào n m men có nh ng l nh , nh ng l này có tác d ng làm cho ch t dinh dư ng v n chuy n vào trong t bào t môi trư ng bên ngoài nh áp su t th m th u, ngư c l i ch t th i trong quá trình trao i cũng ư c th i ra theo con ư ng này. viii
- H p thu ch ng: các thành ph n dinh dư ng không có kh năng xâm nh p vào t bào theo con ư ng th nh t thì l p t c có h permeaza ho t hóa. Permeaza là m t protid ho t ng, chúng liên k t v i ch t dinh dư ng t o thành h p ch t và h p ch t này chui qua thành t bào trong, t i ây chúng l i tách ra và permeaza l i ti p t c v n chuy n ti p. * Quá trình sinh trư ng và phát tri n - S sinh trư ng Trong quá trình nuôi c y, trong i u ki n dinh dư ng y , t bào n m men tăng nhanh v kích thư c và ng th i sinh kh i ư c tích lũy nhi u. - S phát tri n Các n m men sinh s n b ng phương pháp nhân ôi thư ng cho lư ng sinh kh i r t l n sau m t th i gian ng n. Trong trư ng h p sinh s n theo phương pháp này thì trong d ch nuôi c y s không có t bào già. Vì r ng t bào ư c phân chia thành hai c như v y t bào lúc nào cũng tr ng thái ang phát tri n. T bào ch già khi môi trư ng thi u ch t dinh dư ng và t bào không có kh năng sinh s n n a. Tuy nhiên a s n m men sinh s n b ng phương pháp n y ch i nên hi n tư ng phát hi n t bào già r t rõ. Khi ch i non tách kh i t bào m s ng c l p thì nơi tách ó trên t bào m t o thành m t v t s o. V t s o này s không có kh năng t o ra ch i m i. C như v y t bào m s chuy n thành t bào già theo th i gian. xác nh s lư ng t bào n m men phát tri n theo th i gian hi n nay ngư i ta dùng nhi u phương pháp khác nhau như: + Xác nh s lư ng t bào b ng phương pháp m tr c ti p trên kính hi n vi hay gián ti p trên m t th ch. + o c c a t bào trong dung d ch nuôi c y trên cơ s xây d ng m t th chu n c a m t t bào… Quá trình sinh trư ng c a n m men trong d ch lên men tĩnh có th chia làm 5 giai o n: N t H1.1.Quá trình sinh trư ng và phát tri n c a n m men • Giai o n ti m phát: giai o n này t bào làm quen v i môi trư ng, sinh kh i chưa tăng nhi u. ix
• Giai o n logarit: ây là giai o n phát tri n r t nhanh, sinh kh i tăng ào t, kèm theo s thay i m nh m c a d ch lên men. • Giai o n ch m d n: t c sinh trư ng n m men gi m d n, thành ph n d ch lên men còn l i ít, các s n ph m lên men ư c tích t nhi u. • Giai o n n nh: s lư ng t bào n m men không tăng n a, t c sinh s n b ng t c ch t. • Giai o n ch t: t c ch t tăng nhanh, t c sinh s n r t ít do ó s lư ng t bào n m men gi m d n. 1.2.6. Các hình th c hô h p c a n m men n m men hô h p là quá trình hô h p khá ph c t p, nó x y ra theo hai chi u hư ng khác nhau. Vì th ngư i ta phân thành 2 lo i hô h p : hô h p hi u khí và hô h p y m khí. 2. Khái quát v quá trình lên men rư u Lên men là m t quá trình trao i ch t dư i tác d ng c a các enzyme tương ng g i là ch t xúc tác sinh h c. Tùy theo s n ph m tích t sau quá trình lên men mà ngư i ta chia làm nhi u ki u lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình th c lên men chính là lên men y m khí và lên men hi u khí. Lên men rư u là quá trình lên men y m khí v i s có m t c a n m men, chúng s chuy n hóa ư ng lên men thành ethanol và CO2. Quá trình lên men rư u chia làm hai th i kỳ chính: - Th i kỳ phát tri n sinh kh i: giai o n này v i s có m t c a oxy, t bào n m men phát tri n sinh kh i. - Th i kỳ lên men chuy n ư ng thành rư u và CO2: giai o n này n m men h p th các ch t dinh dư ng và s d ng các enzyme s n có c a mình th c hi n xúc tác sinh h c trong quá trình trao i ch t duy trì s s ng, t o thành rư u và CO2. x
3. Cơ ch c a quá trình lên men Glucose Hexokinaza Glucose – 6 – phosphat Photphoglucoza isomeraza Fructose – 6 – phosphat PhosphoFructokinaza Fructose – 1,6 – diphosphat Aldolaza Triophosphat izomeraza Glyceraldehyd – 3 – phosphat Dihydro aceton phosphat Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza Acid – 1,3 – diphosphoglyceric Phosphoglyceratkinaza Acid – 3 – phosphoglyceric Phosphoglycerat-mutaza Acid – 2 – phosphoglyceric Enoiaza Acid phosphoenolpyruvic Pyruvat kinaza Acid – enol – pyruvic Acid pyruvic Pyruvate – decarboxylaza Ethanal Aldodeshydrogenaza Ethanol Hình II.1. Cơ ch phân h y đư ng trong t bào n m men 4. Khái quát v rư u vang xi
S n xu t rư u vang d a trên cơ s v hóa sinh x y ra trong quá trình lên men các lo i nư c qu dư i tác d ng c a enzyme c a n m men. Trong nư c qu (nho, m n, dâu, d a, mơ…) có ch a ư ng glucose, fructose, các ch t pectin, các acid h u cơ (acid tartric, malic, succinic) và mu i c a nh ng acid này, các ch t màu, h p ch t ch a nitơ (protein, acid amin), vitamin cũng như các mu i khoáng… Trong quá trình lên men ư ng trong d ch qu ư c n m men s d ng tăng sinh kh i và t ng h p m t s s n ph m (rư u, khí CO2 và glycerin, acid acetic, acid lactic, este etylacetat). Các alcol b c cao, aldehyd acetic ư c t o thành t các acid amin. Các ch t pectin b th y phân kéo theo s t o thành m t lư ng nh metanol. Lên men rư u vang thư ng chia thành các giai o n: lên men chính nhi t t 20 – 300C kho ng 10 ngày ho c dài hơn. cu i giai o n lên men chính d ch lên men trong d n vì protein và pectin l ng xu ng. Lên men ph nhi t t 15 – 180C. Khi l ng c n hoàn toàn, d ch trong thì g n, l c xong s ư c rư u vang có th u ng ư c, nhưng chưa ngon, c n ph i tàng tr nhi t 0 4 – 10 C rư u vang hoàn thi n hương v c trưng. Th i gian tàng tr có th là vài tháng, vài năm, th m chí hàng ch c ho c hàng trăm năm. Ngư i ta chia rư u vang theo màu s c, theo hàm lư ng ư ng có trong rư u ho c theo c n: Theo màu s c: có vang tr ng, vang . Theo lư ng ư ng còn l i trong rư u có: vang chát hay vang khô (h t ư ng) và vang ng t (còn ư ng). Ngoài ra còn có rư u vang n p CO2 ho c gi CO2 trong lên men. S n xu t rư u vang d a trên cơ s bi n i hóa sinh x y ra trong quá trình lên men các lo i nư c qu dư i tác d ng c a h enzyme c a n m men. Hi n nay, có hai phương pháp lên men rư u vang cơ b n: lên men t nhiên và lên men nh các ch ng n m men thu n khi t. Phương pháp s n xu t rư u vang t ch ng thu n khi t có r t nhi u tri n v ng: th i gian lên men nhanh, quá trình lên men không b d ng gi a ch ng, hàm lư ng ư ng trong d ch qu ư c lên men tri t , n ng c n thu ư c 0 trong vang cao hơn lên men t nhiên là 0.1 – 1 , vang sáng màu nhanh hơn, có th cho hương v thanh khi t hơn. 5. H vi sinh v t trong lên men rư u vang t nhiên H vi sinh v t trong lên men rư u vang t nhiên tương i ph c t p và không ng nh t trong các giai o n c a quá trình lên men. Trong nư c nho tươi có nh ng nhóm vi sinh v t khác nhau t môi trư ng xung quanh, ch y u v qu , thân, cu ng và thi t b . Ph n l n trong ph c h này là n m m c (76 – 90%), n m men (9 – 22%), s còn l i chi m t l th p là vi khu n không sinh bào t ho c có bào t , x khu n và Micobacter. xii
acid c a nư c nho khá cao (pH = 2,7 – 3,8) là i u ki n không thu n l i cho các vi sinh v t phát tri n. môi trư ng có chua l n thư ng ch thích h p v i n m m c và n m men. N m men trong nư c qu tươi thư ng ít hơn n m m c, nhưng n m men l i có kh năng phát tri n và tăng sinh kh i nhanh trong i u ki n thi u oxy ho c k khí, ng th i lên men tích t c n. i u ki n k khí và trong dung d ch có c n làm c ch n m m c. Chính trong i u ki n này n m men ã c nh tranh và phát tri n chi m ưu th trong quá trình lên men t nhiên. Trong các loài n m men cũng c nh tranh nhau ch có các loài có kh năng ng hóa ư ng nhanh t o c n cao m i d n d n chi m ưu th giai o n lên men chính và lên men ph . Các công trình nghiên c u u xác nh r ng, h n m men trong giai o n u lên men nư c nho là kloeckera – n m men có d ng hình chùy chi m ph n l n và ho t ng tích t ư c 2 – 4 c n r i ng ng ho t ng và ch t d n, sau ó là n m men rư u vang th c th (Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformics) phát tri n và óng vai trò ch y u trong lên men chính và lên men ph . 6. M t s loài n m men thư ng g p trong s n xu t rư u vang Sau ây là m t s loài n m men thư ng g p trong nư c qu có vai trò quan tr ng trong ngh làm rư u vang. 6.1. Saccharomyces cerevisiae ây là tên hi n nay dùng ph bi n, trư c ây ngư i ta g i là Saccharomyces cerevisiae Meyer hay là S. ellipsoideus theo Lodder là Saccharomyces vini. N m men này ph bi n trong quá trình lên men nư c qu chi m t i 80% trong t ng s Saccharomyces có trong nư c qu khi lên men. Kh năng k t l ng c a nó ph thu c vào t ng nòi: các t bào d ng b i ho c d ng bông. Ngu n dinh dư ng cacbon c a lo i này là ư ng, c n và acid h u cơ, nh ng tác nhân sinh trư ng là acid pantotinic, biotin, mezoinozit, thiamin và piridoxin. a s các t bào c a loài này hình ovan có kích thư c (3 – 8) x (5 – 12) µ m, sinh s n theo l i n y ch i và t o thành bào t . Saccharomyces cerevisiae sinh ra enzyme invectara có kh năng kh ư ng sacaroza thành fructoza và glucoza, vì v y trong lên men ta có th b sung lo i ư ng này vào dung d ch qu và hàm lư ng rư u ư c t o thành bình thư ng i v i nhi u nòi c a men này ch t ư c 8 – 10% so v i th tích. giai o n cu i lên men Saccharomyces cerevisiae k t l ng nhanh và làm trong d ch rư u. xiii
nòi c a gi ng này có c tính riêng v kh năng t o c n, ch u sunfit, t ng h p các c u t bay hơi và các s n ph m th c p t o ra cho vang có mùi v c trưng riêng bi t. Giai o n cu i cùng c a quá trình lên men các t bào Saccharomyces cerevisiae thư ng b già, không ti p t c chuy n ư ng thành c n và b ch t r t nhanh. 6.2. Saccharomyces uvarum Men này ư c tách t nư c nho, rư u len men t nhiên. V hình thái nó không khác v i các loài khác. Kh năng sinh bào t khá m nh trên môi trư ng th ch – malt. Các nòi c a loài này có th lên men 12 – 130 c n trong dung d ch nư c nho. M t vài nòi ư c dùng trong s n xu t rư u vang. 6.3. Saccharomyces chevalieri Theo Lodder là Saccharomyces chevalieri Guilliermond. N m men này ư c tách t nư c nho lên men t nhiên, t rư u vang non ư c gây men nư c d a ho c nư c c . Saccharomyces chevalieri thu n ch ng lên men nư c nho có th t o 160 c n. Nó thư ng l n v i Saccharomyces cerevisiae. 6.4. Saccharomyces oviformics Theo Lodder là Sac. Beuanes saccardo. ư c tách ra t nư c nho t lên men, nhưng lo i n m men này ít hơn so v i Sacch. vini. Gi ng thu n ch ng phát tri n t t trong nư c nho và các lo i nư c qu khác, có kh năng ch u ư c ư ng cao, c n cao, lên men ki t ư ng và t o thành t i 180 c n. Các y u t sinh trư ng c a lo i này gi ng như Sacch. vini và có kh năng ch u ư c c n cao. Dùng các nòi thu n ch ng c a gi ng này lên men d ch qu có hàm lư ng ư ng cao ch vang khô cho k t qu t t. Có hình dáng gi ng như Saccharomyces cerevisiae và có th t o thành 18% rư u trong quá trình lên men, gi ng này t o thành màng trên d ch qu . S. oviformis lên men ư c glucose, fructose, mantose, saccarose, maltose và 1/3 rafinose, không lên men ư c lactose, pentose. i u khác nhau cơ b n c a S. oviformis v i S. vini là: S. oviformis không lên men ư c galactose và men n i lên b m t d ch lên men t o thành màng. Hai gi ng s n xu t rư u vang này (S. vini và S. oviformis) có nhi u nòi ư c dùng trong s n xu t. 6.5. Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata Kloeckera apiculata: kích thư c tương i nh , có hình ovan – elip ho c hình qu chanh, t bào có m t u nh ngư i ta thư ng g i là men hình chùy. Sinh s n b ng n y ch i, r t ph bi n v qu và nhi m vào nư c qu chi m n 90% t ng s men khi b t u lên men. Nó có th lên men t o thành 6 – 70 c n, nhưng t o ra m t lo t các acid bay hơi cũng như các este c a chúng làm cho d ch có mùi t p và nó còn kìm hãm các loài n m men chính trong lên men, K. apiculata nh y c m v i SO2. xiv
Trong ngh làm rư u vang ngư i ta không mong mu n loài men này phát tri n, n u có thì ch c n có trong giai o n u t o ư c 3 – 40 c n. 7. Yêu c u i v i ch n n m men thu n ch ng Các loài n m men thu n khi t dùng nhi u trong s n xu t rư u vang thu c gi ng Saccharomyces cerevisiae và Saccharomyces oviformis. Các ch ng n m men thu n khi t này, có s khác nhau v t c sinh trư ng, kho ng nhi t thích h p lên men, kh năng t o c n và ch u c n, kh năng ch u ư c pH th p cũng như kh năng k t l ng (t o thành d ng bông ho c d ng b i). - Nh ng yêu c u i v i n m men rư u vang là: + Có ho t l c lên men cao i v i nư c qu + S d ng ư ng cho lên men g n như hoàn toàn + K t l ng t t + Làm trong d ch rư u nhanh + Ch u ư c rư u cao và acid c a môi trư ng cũng như các ch t sát trùng + T o cho rư u hương v thơm ngon tinh khi t 8. Các y u t nh hư ng t i n m men trong lên men rư u vang 8.1. Oxy H u h t các ch ng n m men trong lên men rư u vang thu c gi ng Saccharomyces. Chúng là nhóm vi sinh v t k khí tùy ti n. Khi trong môi trư ng lư ng oxy n m men phân h y ư ng dùng làm ngu n năng lư ng và c u t o t bào tăng sinh kh i. Trư ng h p thi u oxy (k khí) n m men s d ng ph n oxy hòa tan trong môi trư ng sinh trư ng và ch y u là lên men. Trong quá trình lên men giai o n u yêu c u oxy cao nh t n m men sinh s n, phát tri n tăng sinh kh i. N u có giai o n nhân gi ng thì cũng c n ph i cung c p oxy b ng cách l c ho c s c khí. 8.2. Nhi t Nhi t lên men có nh hư ng n i s ng c a n m men, n quá trình lên men và ch t lư ng c a s n ph m. Nhi u công trình nghiên c u v s n xu t rư u vang ã xác nh ư c kho ng nhi t lên men rư u vang tr ng thích h p là 15 – 300C, n u lên men nh ng thang th p hơn thì càng t t. Còn lên men rư u vang (nư c qu l n v i xác qu ) ph i chi t xu t các ch t thơm và polyphenol t v qu nên c n thang cao hơn, thư ng là 250C. xv
Nhi t lên men cao, th i gian c a quá trình lên men ng n, c n có th th p, ư ng sót còn nhi u và hương v c a s n ph m có khi không t t. 8.3. Hàm lư ng ư ng Trong nư c qu thư ng có hàm lư ng ư ng không u do v y ngư i ta thư ng b sung thêm ư ng saccaroza. a s các lo i n m men ho t ng bình thư ng trong môi trư ng ư ng dư i 20%. Có m t s ch ng ho t ng môi trư ng có ư ng cao hơn. Khi nhân gi ng thư ng dùng môi trư ng có ư ng th p dư i 10%. 8.4. pH c a môi trư ng Trong th c t lên men nh ng d ch qu chua thư ng ư c rư u vang ngon. i v i d ch qu thư ng có pH t 2.8 – 3.8. Kho ng pH này n m men v n ho t ng ư c. Vùng pH t i thích c a n m men là 4 – 6. Trong s n xu t rư u vang ngư i ta thư ng chu n b môi trư ng nư c qu có pH b ng 3.0 – 3.5. 8.5. Ngu n Nitơ a s trong nư c qu có các h p ch t nitơ cung c p cho n m men. Tuy nhiên cũng có trư ng h p không ngu n nitơ do ó c n b sung thêm ngu n nitơ. Trong trư ng h p này ngư i ta thư ng dùng amon sulphat (NH4)2SO4. Cũng có th dùng men t phân cho thêm vào môi trư ng. N u d ch qu quá chua dùng tartrat amon-kali hay amon hydroxy trung hòa b t acid. i v i d ch nhân gi ng ho c ho t hóa gi ng thì h n h p các ngu n nitơ và các ch t sinh trư ng r t có ý nghĩa. Trong nư c qu thư ng có các ch t khoáng i v i nhu c u c a n m men. Vì v y, không c n ph i b sung thêm ch t khoáng. Tuy nhiên trong nghiên c u cũng như trong nhân gi ng có th thêm ngu n phospho kali d ng mu i phosphat và magiê d ng mu i sulfat. Ngoài ra ch ng oxy hóa nư c qu , ngư i ta có th thêm hóa ch t vào nư c qu sau khi ép và trư c khi lên men. Ch t dùng r ng rãi là SO2 (anhydrit sunphurơ). SO2 là hóa ch t ư c cho phép dùng trong s n xu t rư u vang h u h t trên th gi i và có tác d ng nhi u m t: ch ng oxy hóa, làm gi m ho c tiêu di t vi khu n có h i. Ngu n SO2 ph bi n trong rư u vang là natri sunfit Na2SO3. Không nên dùng quá li u lư ng cho phép s làm cho rư u vang có mùi khó ch u và di t m t s vi khu n có ích. xvi
CHƯƠNG III PHƯƠNG TI N VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 1. Phương ti n thí nghi m 1.1. a i m thí nghi m Thí nghi m ư c ti n hành t i phòng thí nghi m B môn Công Ngh Th c Ph m, Khoa Nông Nghi p & Sinh H c ng D ng, Trư ng i H c C n Thơ. 1.2. Th i gian th c hi n Th i gian th c hi n t 28 – 2 n 21 – 5 năm 2005 1.3. Thi t b và d ng c Các thi t b và d ng c c n thi t cho các thí nghi m như: - T c y vô trùng - Kính hi n vi - Lam m - N i thanh trùng - Máy o pH - Chi t quang k - D ng c phân l p n m men: ĩa petri, ng nghi m, èn c n… - Các d ng c khác. 1.4. Hóa ch t s d ng - Các hóa ch t thanh trùng: NaHSO3 - Môi trư ng nuôi c y - Nguyên li u: nho, ư ng… xvii
2. Phương pháp thí nghi m 2.1. Sơ thí nghi m Nho X lí (r a,ép, l c...) T o khu n l c trên Nho ĩa petri X lí Phân l p (r a, ép, thanh Gi ng n m men ho t l c cao nh t Ph i ch gi ng (pH các ch tiêu kh o sát) Acid citric Saccharomyces. Nhân Gi D ch lên men Gi ng n m men gi ng gi ng Sacchromyces.Cerevis Gi ng n m men c n kh o sát s.spp (gi ng t D ch 1 D ch 2 Lên men Lên men Kh o sát t c phát Kh o sát t c phát tri n tri n * Ghi chú: Saccharomyces. sp t bào hình tr ng, khu n l c màu tr ng trong. 2.2. Chu n b môi trư ng nuôi c y n m men a. Nguyên t c c a vi c ch t o môi trư ng: xviii
D a trên cơ s nhu c u v các ch t dinh dư ng và kh năng ng hóa các ch t dinh dư ng c a t ng lo i vi sinh v t. so sánh c tính và t c phát tri n c a chúng thì các gi ng ph i ư c nuôi tăng sinh trong cùng i u ki n có tính ch t sinh lý gi ng nhau. m b o s cân b ng v áp su t th m th u gi a môi trư ng và t bào vi sinh v t nên c n i u ch nh t l và n ng các ch t trong thành ph n môi trư ng. m b o các i u ki n lý hóa c n thi t cho các ho t ng trao i ch t c a vi sinh v t. b. Sơ th c hi n: B t môi trư ng Cân Bình tam giác Nư c c t N u cách th y Kh trùng (1210C, 15 phút B o qu n và ki m tra môi trư ng Hình III.5. Sơ chu n b môi trư ng nuôi c y n m men. c. Thuy t minh sơ : Môi trư ng s d ng nuôi c y n m men là môi trư ng Sabouraud, có công th c ch t o như sau: Special peptone 10g/l Glucose 40g Dextrose 20g/l Nư c 1 lít pH (250C) 5.6-6.0 xix
Lư ng, Nguy n c,2002 - Cân môi trư ng nuôi c y và hòa tan trong nư c c t v i hàm lư ng xác nh như sau: B t môi trư ng 70g Nư c c t 1000ml - Cho h n h p trên vào bình tam giác và n u cách th y các thành ph n trong môi trư ng hòa tan trong nư c. - Dùng bông gòn b t kín mi ng bình tam giác. - R a s ch các ĩa Petri, ng nghi m, pipette. Sau ó dùng gi y b t kín thanh trùng. - Ti t trùng môi trư ng, d ng c nhi t 1210C trong th i gian 15 phút. - L y môi trư ng và d ng c ra kh i n i ti t trùng. - Phân ph i môi trư ng t bình tam giác và d ng c . i v i ĩa petri lư ng môi trư ng phân ph i vào có dày kho ng 2mm. i v i ng nghi m lư ng môi trư ng cho vào b ng 1/3 chi u cao c a ng. - Quá trình phân ph i môi trư ng vào d ng c ch a ph i tuân th m t s nguyên t c cơ b n sau: + Môi trư ng khi ư c phân ph i ph i tr ng thái l ng. + Các thao tác phân ph i c n ph i nhanh, g n, khéo léo môi trư ng không b dính lên mi ng hay thành c a d ng c ch a và ph i hoàn thành trư c khi môi trư ng hóa r n. - B o qu n và ki m môi trư ng; + i v i môi trư ng chưa s d ng, c n ư c b o qu n ch mát, nhi t th p(kho ng 20-25 0C), h n ch tác d ng c a ánh sáng và không môi trư ng b khô. + Trư c khi s d ng l i ki m tra vô khu n c a môi trư ng, ta thư ng t chúng vào ch m nhi t 370C trong 42-48 gi , sau ó l y ra quan sát, lo i b các ng có vi sinh v t phát tri n. 2.3. B trí thí nghi m 2.3.1. Thí nghi m 1: Phân l p n m men a. M c ích: Trong d ch lên men, vi sinh v t t n t i d ng h n h p g m nhi u loài khác nhau (n m men, n m m c, vi khu n). Mu n nghiên c u nh ng c tính sinh lý, sinh hóa ho c s d ng m t loài nào ó thì c n ph i ưa chúng v d ng thu n khi t. xx