Phân lập các chủng nấm men, nấm mốc trong bánh men lá Hà Giang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này đã phân lập và xác định được một loài nấm men S. cerevisae và tám loài nấm mốc thuộc các chi Mucor sp., Asp.ergillus sp., Rhizopus sp., Pencillium sp. từ bánh men rượu truyền thống Hà Giang dựa trên phân tích hình thái học. Nấm men S. cerevisae phân lập có khả năng lên men rượu vang nước mía với hàm lượng ethanol đạt 4% (v/v) sau 7 ngày ở nhiệt độ phòng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phân lập các chủng nấm men, nấm mốc trong bánh men lá Hà Giang

PHÂN LẬP CÁC CHỦNG NẤM MEN, NẤM MỐC TRONG BÁNH MEN LÁ HÀ GIANG Nguyễn Ngọc Trâm1, Hồ Ngọc Ngân1, Trần Huyền Trang1, Nguyễn Bằng Phi1* 1. Viện Phát Triển Ứng Dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một. * Liên hệ email: phinb@tdmu.edu.vn TÓM TẮT Bên cạnh nấm men, hệ vi sinh vật đa dạng trong bánh men rượu như nấm mốc, vi khuẩn là một yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men trong sản xuất rượu truyền thống. Một số loài có ảnh hưởng tích cực đến quá trình lên men ở một mật độ nhất định, tuy nhiên cần được kiểm soát để tránh các tác động tiêu cực khi mật độ gia tăng. Nghiên cứu này đã phân lập và xác định được một loài nấm men S. cerevisae và tám loài nấm mốc thuộc các chi Mucor sp., Asp.ergillus sp., Rhizopus sp., Pencillium sp. từ bánh men rượu truyền thống Hà Giang dựa trên phân tích hình thái học. Nấm men S. cerevisae phân lập có khả năng lên men rượu vang nước mía với hàm lượng ethanol đạt 4% (v/v) sau 7 ngày ở nhiệt độ phòng. Tốc độ sinh trưởng và tạo bào tử nhanh được quan sát thấy ở chủng nấm Mucor sp. và Pencillium sp. sau 3 ngày nuôi cấy. Việc xác định sự hiện diện của các loài nấm này là một tiền đề cho các ứng dụng cải tiến bánh men dựa trên hệ enzyme từ các nhóm vi sinh vật thuần khiết hoặc kiểm soát các độc tố nấm mốc có thể ảnh hưởng đến chất lượng rượu. Từ khóa: Bánh men lá, Hà Giang, nấm men, nấm mốc. 1. GIỚI THIỆU Quá trình lên men rượu truyền thống được sản xuất chủ yếu nhờ các loại bánh men truyền thống, vốn được sản xuất ở các làng nghề thủ công lâu đời. Trong đó, Hà Giang là một vùng nổi tiếng với các làng nghề sản xuất bánh men lá, một sự kết hợp giữa nấm men với các loại dược liệu của địa phương (Phẩm, 2009). Điều này mang đến nhiều đặc trưng riêng về hương vị của sản phẩm và được thị trường ưa chuộng. Bên cạnh đó, sự đa dạng của các nhóm vi sinh vật khác nhau như nấm men, nấm mốc, vi khuẩn cũng góp phần tạo nên các đặc trưng này. Nhiều loài nấm mốc có trong bánh men sinh trưởng và đường hóa cơ chất cung cấp nguồn carbon đơn giản mà nấm men có thể đồng hóa trong lên men rượu (Tâm và nnk, 2006; Phẩm, 2009; Thuần và nnk., 2021). Một ứng cử viên tiềm năng trong số đó là Mucor indicus, một loài nấm có khả năng lên men rượu nhờ hệ enzyme đặt biệt qua đó gia tăng hiệu quả lên men (Phẩm, 2009; Karimi & Zamani., 2013). Ngòai nấm mốc, các loài vi khuẩn cũng có thể tồn tại bên trong bánh men, góp phần tạo nên một môi trường pH tối ưu cho hoạt động của các enzyme trong quá trình lên men. Tuy vậy, sự tồn tại của các nhóm vi sinh vật này khi ở mật độ cao lại có thể gây ra các tác động tiêu cực đến quá trình lên men và được xem như sinh vật tạp nhiễm (Brexó & Sant’Ana., 2017). Sự cạnh tranh về nguồn dinh dưỡng hay đồng thời lên men các chất dinh dưỡng có thể làm thay đổi một phần hoặc toàn bộ hệ thống lên men (Phẩm, 2009; Brexó & Sant’Ana., 2017). Điều này làm suy giảm hiệu suất chuyển hóa ethanol, tăng các sản phẩm phụ như acid lactic, glycerin, chất keo tụ, sinh khối tạp…Việc xác định các chủng nấm men, nấm mốc trong sản phẩm bánh men trong nghiên cứu này góp phần bổ sung cho việc khai thác các giá trị của cộng đồng vi sinh vật trong việc cải tiến hiệu quả của bánh men trong lên men rượu. 89
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện với nguồn mẫu bánh men lá Hà Giang thương mại. Chủng nấm men S. cerevisae (Công ty AB Mauri Việt Nam) được dùng làm đối chứng trong các thí nghiệm phân lập và xác định hình thái nấm men. 2.2. Phương pháp phân lập các chủng vi sinh vật 1 g mẫu bánh men được nghiền mịn và pha loãng tới hạn trong 10 ml NaCl 0,85% để tạo mẫu thực nghiệm. Cấy trải 100 µl mẫu thực nghiệm đã pha loãng đến các nồng độ thích hợp trên môi trường PGA (dịch chiết khoai tây 4 g/l, glucose 20 g/l, agar 20 g/l, pH 5.6, bổ sung ampicillin 1%). Quan sát và đánh giá sự hình thành các khuẩn lạc sau mỗi 12 giờ nuôi cấy ở 370C. Các khuẩn lạc có sự khác biệt đặc trưng về hình thái sẽ được tách và cấy truyền sang môi trường nuôi cấy Hansen (Glucose 50 g/l, KH2PO4 3 g/l, MgSO4.7H2O 3 g/l, agar 20 g/l, peptone 10 g/l, pH=6.0) đối với nấm men và Czapek-dox (Saccarose 30 g/l, NaNO3 2 g/l, KH2PO4 1 g/l, MgSO4.7H2O 0,5 g/l, KCl 0,5 g/l, FeSO4 0,01 g/l, agar 20 g/l, peptone 10 g/l, pH=7.3) đối với nấm mốc. Các khuẩn lạc đơn được cấy truyền đến khi các mẫu thuần nhất (Thuần và nnk., 2021). 2.3. Phương pháp định danh sơ bộ các chủng vi sinh vật Các khuẩn lạc thuần nhất được quan sát đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào, hệ sợi và hình thái bào tử dưới kính hiển vi và so sánh với hình thái được công bố bởi Phẩm L.Đ. (2010). Các chủng nấm men được đánh giá khả năng lên men ban đầu tạo ethanol dựa trên sự hình thành bọt khí CO2 kết hợp với đo nồng độ ethanol sau 7 ngày lên men bằng chiết quang kế đo độ cồn. Quá trình lên men kị khí được tiến hành trong bình lên men chứa 100 ml dịch nước mía có 18 0Bx đã khử trùng và 5 ml dịch giống đã tăng sinh 24 giờ ở môi trường Hansen để đạt được mật số lên men 105 CFU/ml. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Các chủng nấm men có trong bánh men rượu Hà Giang Kết quả nghiên cứu đã phân lập được ba chủng nấm trên môi trường PGA ở nhiệt độ từ 28-30 o C. Tuy nhiên, chỉ có một mẫu nấm được xác định là nấm men thông qua hình dạng tế bào và khả năng lên men trong môi trường kị khí. Mẫu nấm men này có khuẩn lạc tròn, màu trắng sữa, nổi mô, bìa nguyên và bề mặt láng khô. Khi quan sát dưới kính hiển vi chủng nấm men này có cấu trúc đơn bào, hình ovan và tương đồng với đặc điểm của mẫu Saccharomyces cerevisiae đối chứng (Bảng 3.1). Dựa trên phân tích hình thái, bước đầu đánh giá đây là mẫu nấm men S. cerevisiae. Để khẳng định thêm nhận định trên, mẫu nấm men được tiến hành lên men thử nghiệm với mẫu dịch đường mía (có độ đường là 18 0Bx). Sau 24 giờ lên men đã ghi nhận được sự thoát bọt khí CO2 từ các mẫu thực nghiệm, qua đó cho thấy mẫu nấm men này có khả năng lên men giải phóng khí CO2. Ngoài ra, kết quả sau lên men thu được dịch lên men nước mía có nồng độ rượu ở mức 4%, thấp hơn so với mẫu nấm S.cerevisiae đối chứng (Bảng 3.2). Điều này có thể được lý giải bởi các chủng nấm men đối chứng là nấm men công nghiệp đã được tối ưu hóa và nâng cao hiệu suất tạo ethanol, trong khi đó các chủng phân lập là nấm men được ủ nuôi cấy thủ công nên có sự thoái hóa nhất định của giống. Bảng 3.1. Hình thái khuẩn lạc của mẫu nấm men phân lập dưới kính hiển vi Tên chủng Saccharomyces cerevisiae Hình dạng tế bào Đặc điểm tế bào Hình tròn, màu trắng sữa, độ nổi mô, bìa nguyên, bề mặt láng khô. Tế bào có hình ovan (hình tròn). 90
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát khả năng lên men của các dòng nấm men Độ Brix Nồng độ cồn Dòng nấm men còn lại (%) (% v/v, ở 20oC) Saccharomyces cerevisiae phân lập 15 4 Đối chứng S.cerevisiae 9 8 Kết quả này cũng tương đồng với nghiên cứu của Tuấn và nnk. (2017) khi phân lập được chủng nấm men S. cerevisiae với hình thái có màu trắng đục, hình tròn trong bánh men lá. Đồng thời, chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae với khuẩn lạc màu trắng sữa, bề mặt khô, bìa nguyên cũng được ghi nhận là có khả năng lên men rượu nhanh và nồng độ rượu cao (Bình và nnk., 2015). 3.2. Các chủng nấm mốc có trong bánh men rượu Hà Giang Kết quả nghiên cứu đã phân lập được tám chủng nấm mốc trên môi trường PGA. Dựa trên các kết quả định danh sơ bộ hình thái bước đầu xác định được có bốn mẫu nấm mốc thuộc chi Aspergillus sp., một mẫu thuộc chi Penicillium sp., hai mẫu thuộc chi Mucor sp. và một mẫu thuộc chi Rhizopus sp. (Bảng 3.3). Trong đó mẫu M6 được xác định là loài Mucor sp. có tốc độ sinh trưởng và lan tơ nhanh nhất sau 3 ngày nuôi cấy. Đặc biệt trong điều kiện được ủ tối ở nhiệt độ từ 27- 30 oC mẫu M1 có tốc độ hình thành bào tử nhanh nhất với các khuẩn lạc màu xanh đen, sợi nấm có vách ngăn, phân nhánh, bào tử trần, đặc trưng của chi Penicillium sp. Đa số các loài phân lập được thuộc chi Aspergillus sp. và hai trong số đó mang những đặc điểm đặc trưng của loài Aspergillus flavus và Aspergillus niger (Bảng 3.3). Các kết quả này cũng tương đồng với nghiên cứu của Tâm và nnk. (2006) khi phân lập được các chủng nấm Penicillium sp., Aspergillus sp. trong bánh men rượu truyền thống. Trong đó, một số loài có lợi như Penicillium sp. được sử dụng trong sản xuất phô mai, enzyme hoặc các axit hữu cơ (Nguyệt, 2021). Các chủng nấm mốc khác đặc biệt là Rhizopus sp. có thể được sử dụng để bổ sung hiệu quả tạo hương cho quá trình lên men nhờ tiết ra một số chất chuyển hóa có tính thơm. Bên cạnh đó, các chủng Aspergillus sp. được biết đến với khả năng sinh enzyme amylase ngoại bào hỗ trợ lên men cao và là một ứng cử viên cho mục tiêu sản xuất các enzyme đường hóa (Phẩm, 2009). Điều này sẽ là một giải pháp mạnh mẽ cho việc sử dụng enzyme sản xuất công nghiệp từ nấm mốc thay thế cho các chủng nấm trực tiếp trong bánh men, bởi một số loài nấm mốc có khả năng sinh độc tố gây hại cho con người khi sử dụng các sản phẩm lên men trực tiếp (Alan, 1992). Do đó, xác định được sự đa dạng hệ vi sinh vật, đặc biệt là nấm mốc trong bánh men cũng đề ra các mục tiêu trong kiểm soát tạp nhiễm nấm mốc khi sản xuất bánh men truyền thống. Bảng 3.3. Hình thái của các mẫu nấm mốc phân lập từ bánh men. Kí hiệu Tên chủng Hình dạng khuẩn Hình dạng hệ sợi, Hình ảnh khuẩn lạc lạc bào tử M1 Penicillium sp. Khuẩn lạc có hình Bào tử trần, có vách tròn, sợi ngắn có ngăn, đa nhân, vách ngăn, có dạng cuống mang bào tử bông màu xanh đen, hình thành ngay lớp có những rãnh từ thể bình tạo thành tâm đi ra. các chuỗi phân nhánh hình bàn chải với bào tử non nhất nằm ở cuối gốc chuỗi. 91
M2 Rhizopus sp. Khuẩn lạc hình Khuẩn ty không tròn, sợi ngắn mảnh phân nhánh, không có màu trắng ngã có vách ngăn, đen. cuống bào tử dài, phồng lên ở ngọn tạo thành túi bào tử. M3 Mucor sp. Hệ sợi rất phát Đa nhân, phân triển, ban đầu màu nhánh nhưng không trắng và dần ngã có khuẩn căn, sang màu xanh đen. khuẩn ngang mà chỉ có cọng bào tử phát triển với túi bào tử chứa nhiều bào tử. M4 Aspergillus sp. Khuẩn lạc có sợi Khuẩn ty phân ngắn, sợi mảnh, ban nhánh, có vách đầu có màu trắng, ngăn, bào tử đính, sau đó chuyển sang cuối cuống bào tử màu xanh xám. phồng lên như cái bọng. M5 Aspergillus sp. Khuẩn lạc có sợi Khuẩn ty phân ngắn, sợi mảnh, ban nhánh, có vách đầu có màu trắng, ngăn, bào tử đính, sau đó chuyển sang cuối cuống bào tử màu xanh đậm. phồng lên tạo thành cái bọng. M6 Mucor sp. Hệ sợi phát triển Khuẩn ty có hệ sợi bao phủ khắp bề phân nhánh, không mặt thạch, khuẩn ty có vách ngăn, hình xù xì như bông từ thành túi bào tử ở màu trắng dần đỉnh. chuyển sang màu xám. M7 Aspergillus flavus Khuẩn lạc hình Khuẩn ty phân tròn, sợi ngắn, nhánh, có vách mảnh, có màu vàng ngăn, bào tử đính. nhạt. M8 Aspergillus Niger Khuẩn lạc hình Khuẩn ty phân tròn, sợi ngắn, nhánh, có vách khuẩn ty màu đen ngăn, bào tử đính, phát triển khắp bề cuối cuống tạo mặt thạch. thành cái bọng, thể bình hai tầng đính trên bọng. 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu đã phân lập và xác định được một loài nấm men S. cerevisae và tám loài nấm mốc thuộc các chi Mucor sp., Aspergillus sp., Rhizopus sp., Pencillium sp. từ bánh men lá Hà Giang dựa trên các đặc điểm hình thái. Sự đa dạng vi sinh vật trong bánh men là Hà Giang có thể góp phần giúp cho các nghiên cứu cải thiện hiệu suất đường hóa, lên men cũng như mùi hương trong lên men rượu. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu này cũng góp phần tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về mặt sinh hóa, sinh học phân tử đối với các chủng nấm men, nấm mốc từ bánh men lá Hà Giang, để từ đó có thể hiểu sâu hơn về cơ chế lên men rượu, tạo hương thơm ở vi sinh vật. 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Alan, S.M. (1992). Mucormycosis. Clinical Infectious Disease, 14, 126 – 129. 2. Bình, L. N., Thành, N. V., Thảo, H. P., & Khánh, T. V. (2015). Phân lập và tuyển chọn nấm men có hoạt lực cao từ men rượu. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, 39, 18-28. 3. Brexó, R. P., & Sant’Ana, A. S. (2017). Impact and significance of microbial contamination during fermentation for bioethanol production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 73, 423-434. 4. Karimi, K., & Zamani, A. (2013). Mucor indicus: biology and industrial application persp.ectives: a review. Biotechnology advances, 31(4), 466-481. 5. Tâm, H. N. T., & Phong, H. X. (2006). Tuyển chọn nấm mốc có hoạt tính đường hóa cao từ men rượu Xuân Thạnh. Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ, 6, 162–171. 6. Phẩm, L.Đ. (2009).Trong Nấm men công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 120 trang, trang 20-23. 7. Trúc, T. T., & Mười, N. V. (2015). Tuyển chọn dòng nấm mốc Asp.ergillus niger sinh tổng hợp protease hoạt tính cao. Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ, 41, 12–20. 8. Tâm, H. N. T., Linh, N. P., Phong, H. X., & Dung, N. T. P. (2006). Tuyền chọn nấm mốc có hoạt tính đường hóa cao từ men rượu xuân thạnh. Tạp chí Khoa học Đại học cần Thơ, 6, 162-171. 9. Thuần, N. H., Lê Thị Hạnh, T. Đ. K., & Giang, N. V. (2021). Đặc điểm sinh học của một số chủng nấm mốc phân lập từ bánh men rượu thanh hoá. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 19(3), 322-330. 10. Tuấn, P.A., Đạt, H.V., Anh, H.T., (2017). Tuyển chọn chủng nấm men, nấm mốc từ bánh men lá ứng dụng trong nâng cao chất lượng rượu làng nghề tại Hà Giang. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 6(79), 73-80. 93