Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang táo mèo

  • Số trang: 40 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 59 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐAỊ HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH-KTNN  NGUYỄN THỊ HÀO PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN CHỦNG NẤM MEN CÓ KHẢ NĂNG LÊN MEN VANG TÁO MÈO KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: VI SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học PGS.TS. Đinh Thị Kim Nhung Hà Nội, tháng 5 năm 2010 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trong những năm gần đây công nghệ vi sinh đã được ứng dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả trên nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống. Nhận biết được vai trò quan trọng của công nghệ vi sinh trong cuộc sống em đã tìm hiểu, nghiên cứu về lĩnh vực này. Dưới sự hướng dẫn tận tình chu đáo của cô Đinh Thị Kim Nhung cùng các thầy cô trong bộ môn vi sinh học Trường ĐHSP Hà Nội 2. Do vậy em đã hoàn thành tốt đề tài: “Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang táo mèo”. Bằng tấm lòng thành kính của mình em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo đã tận tình chỉ bảo em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Xuân Hòa, ngày 28 tháng 4 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hào Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KÝ HIỆU VIẾT TẮT STT: Số thứ tự Nxb: Nhà xuất bản ĐHSP: Đại học sư phạm Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH MỤC 1. Danh mục bảng Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 2. 6 Số lượng tế bào nấm men x10 Hoạt lực lên men của 4 chủng nấm men Khả năng lên men của 4 chủng nấm men Khả năng kết lắng của 4 chủng nấm men Động thái quá trình lên men Ảnh hưởng của nhiệt độ đến lên men vang Ảnh hưởng của hàm lượng đường Ảnh hưởng của độ pH Trang 19 19 20 21 24 26 27 29 Danh mục biểu đồ và hình 2.1. Danh mục biểu đồ Biểu đồ 3.1 Biểuđồ 3.2 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ 3.4 Biểu đồ 3.5 Biểu đồ 3.6 Hoạt lực lên men của 4 chủng nấm men Hàm lượng ethanol của 4 chủng nấm men Biến đổi hàm lượng ethanol, đường sót và số lượng tế bào trong quá trình lên men vang táo mèo Ảnh hưởng của nhiệt độ Sự biến đổi hàm lượng ethanol ở các hàm lượng đường khác nhau Ảnh hưởng của pH Trang 20 21 25 26 28 29 2.2. Danh mục hình Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Khuẩn lạc chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae TM4 Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae TM4 trên kính hiển vi quang học x1000 Tế bào nấm men Saccharomyces cervisiae TM4 trên môi trường thạch nghiêng 22 23 23 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương 1. Tổng quan tài liệu 1.1. Cây táo mèo (Docynia indica) 1.1.1. Đặc điểm sinh học và sinh thái của cây táo mèo 1.1.2. Tình hình chế biến táo mèo 1.2. Hệ vi sinh vật của vang 1.2.1. Nấm men (yeast) 1.2.2. Vi khuẩn 1.2.3. Nấm mốc 1.3. Công nghệ sản xuất vang 1.3.1. Khái quát chung về vang 1.3.2. Một số biến đổi trong quá trình lên men 1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men vang Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Dụng cụ - Thiết bị 2.2. Môi trường 2.3. Nguyên liệu 2.4. Đối tượng nghiên cứu 2.5. Phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả nghiên cứu và biện luận 3.1. Phân lập và tuyển chọn chủng nấm men lên vang táo mèo 3.1.1. Chỉ tiêu cơ bản để tuyển chọn nấm men 3.1.2. Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men 3.2. Xác định tên của chủng nấm men 3.2.1. Hình thái tế bào khuẩn lạc 3.2.2. Xác định tên khoa học 3.3. Lên men vang táo mèo trên qui mô phòng thí nghiệm 3.3.1. Động thái quá trình lên men 3.3.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình lên men vang táo mèo 3.4. Qui trình sản xuất vang táo mèo ở qui mô phòng thí nghiệm 3.4.1. Sơ đồ quá trình sản xuất vang táo mèo 3.4.2. Thuyết minh quá trình KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 1 3 3 3 3 4 4 4 7 7 7 7 8 9 13 13 13 13 13 14 17 17 17 17 22 22 23 24 26 27 30 31 32 33 34 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC Phụ lục 1 STT Chỉ tiêu đánh giá Điểm tối đa 1. Độ trong1 2 2. Màu sắc2 2 3. Vị chua 2 4. 5. 6. Vị chát Vị ngọt Mức độ hài hòa 2 2 3 7. Tính đặc trưng 4 8. Đánh giá chung 3 Tổng điểm Mức độ yêu cầu Trong ánh, không cặn lắng và cặn lơ lửng. Màu tự nhiên Vị chua của axit trong mẫu thử. Vị của tanin Vị ngọt của đường Cho các chỉ tiêu về vị. Hương và bouquet của sản phẩm. Cho các chỉ tiêu đánh giá chung của sản phẩm. 20 Phụ lục 2 STT Chỉ tiêu đánh giá 9. Độ trong1 10. Màu sắc2 11. Vị chua 12. Vị chát 13. Vị ngọt 14. Mức độ hài hòa 15. Tính đặc trưng 16. Đánh giá chung Tổng điểm TM1 1,5 1 1 2 1 1 2 2 11,5 Chủng nấm men TM2 TM3 1,5 2 1 1,5 1,5 2 1,5 2 2 2 2 2 2 3 2 2,5 13,5 17 TM4 2 2 1,5 2 2 2,5 4 3 19 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài 1. Trên thế giới hiện nay có rất nhiều loại đồ uống được làm từ hoa quả nhưng không một loại đồ uống nào được ưa chuộng và được sản xuất với số lượng lớn như vang, hầu hết các nước trên thế giới đều có xưởng sản xuất vang. Vang là một loại đồ uống có cồn được làm từ hoa quả và không qua trưng cất, trong đó vang nho là một loại đồ uống quan trọng và kinh tế nhất. Nó được chế biến theo một qui trình công nghiệp và được kiểm tra một cách nghiêm ngặt. Vang có hương, vị đặc trưng vì vậy nó là một loại đồ uống được ưa chuộng ở khắp nơi trên thế giới. Vang có thành phần hóa học rất phức tạp, hàm lượng các chất trong vang tùy thuộc vào môi trường, nguồn nguyên liệu và vào qui trình lên men. Thành phần hóa học chính của vang là: alcol, axit, tanin, đường và các sắc tố. Ngoài những thành phần này vang còn có đầy đủ các loại axit amin, vitamin và muối khoáng. Vì vậy vang được coi là loại đồ uống có giá trị dinh dưỡng cao. Nguồn nguyên liệu truyền thống cho sản xuất vang là quả nho, vang được sản xuất từ loại quả này được gọi là vang nho. Đây là một loại vang được ưa chuộng nhất, ở các nước phương Tây chúng là thứ đồ uống không thể thiếu cho bữa ăn hàng ngày. Sở dĩ vang nho lại được ưa chuộng như vậy là vì không những đạt được điều kiện thuận lợi nhất cho sự hoạt động của các vi sinh vật mà nó còn chứa các thành phần tạo nên hương, vị đặc trưng cho sản phẩm. Trên thực tế thì vang có thể sản xuất từ rất nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau bất kì một loại quả nào có chứa đường, axit, vitamin, khoáng... và không độc hại thì đều có thể làm nguyên liệu để sản xuất vang. Tuy vậy ở Việt Nam hiện nay ngành sản xuất vang thực sự chưa chú ý đến những nguồn nguyên liệu khác mà vẫn dùng những nguồn nguyên liệu chính là nho, mơ, mận. Điều Nguyễn Thị Hào 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 này quả là bất hợp lí đối với một nước nhiệt đới phong phú về chủng loại hoa quả, giá thành rẻ, đặc biệt là táo mèo. Hiện nay, ngành sản xuất vang của Việt Nam đang phát triển mạnh và có nhiều sản phẩm được bán ra thị trường (vang Thăng Long, Thanh Ba, Gia Lâm...) nhưng lại thiếu nguồn nguyên liệu phù hợp để sản xuất vang, vì vậy việc tìm hiểu, nghiên cứu sử dụng táo mèo để sản xuất vang theo chúng tôi là cần thiết, có triển vọng và phù hợp với điều kiện thực tiễn Việt Nam. Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài: “Phân lập, tuyển chọn chủng nấm men có khả năng lên men vang táo mèo”. 2. Mục tiêu đề tài Do thời gian có hạn nên chúng tôi đề ra nhiệm vụ của luận văn như sau: + Phân lập, tuyển chọn được chủng nấm men có khả năng lên vang men táo mèo. + Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của chủng nấm men tuyển chọn được lên men vang táo mèo. + Xây dựng qui trình sản xuất vang ở qui mô phòng thí nghiệm. 3. Nội dung đề tài - Phân lập và tuyển chọn chủng nấm men lên vang táo mèo - Xác định tên của chủng nấm men - Lên men vang táo mèo trên qui mô phòng thí nghiệm - Qui trình sản xuất vang táo mèo ở qui mô phòng thí nghiệm 4. Ý nghĩa đề tài Ý nghĩa khoa học: Nhằm đi sâu tìm hiểu hình thái, đặc tính sinh lý, sinh hóa của chúng nấm men Saccharomyces cerevisiae TM4 có khả năng lên men vang táo mèo. Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu góp phần tìm hiểu quá trình sản xuất vang từ táo mèo, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam. Nguyễn Thị Hào 2 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHẦN NỘI DUNG Chương 1. Tổng quan tài liệu 1.1. Cây táo mèo (Docynia indica) 1.1.1. Đặc điểm sinh học và sinh thái của cây táo mèo Cây táo mèo thuộc dạng cây tự nhiên, chưa được thuần hóa. Chúng xuất hiện trong các vùng rừng núi phía Bắc thuộc các tỉnh Sơn La (Mường La), Yên Bái (Trạm Tấu) và mọc ở độ cao 700-1500m, có khả năng chịu lạnh tốt. 1.1.1.1. Rễ cây Rễ cây táo mèo phát triển mạnh, rễ chính có thể ăn sâu 4-5 m, phần lớn rễ phụ tập trung ở tầng đất mặt 40-50 cm, mức độ ăn xa của rễ thường rộng hơn tán cây 1,5-2 lần nên có khả năng chống chịu tốt. 1.1.1.2. Thân và cành Táo mèo có tán rộng, nhiều cành. Cành mới được tạo thành hàng năm, số lượng cành nhiều, cành nhỏ, có gai. Cây thân gỗ, dẻo, chiều cao trung bình 4 - 5 m. 1.1.1.3. Lá Hình dạng lá tựa như lá táo ta, nhưng dày hơn, mặt trên xanh xẫm, mặt dưới trắng sữa và có một lớp lông mỏng, lá mọc cách, được hình thành vào mùa xuân. 1.1.1.4. Hoa Hoa nhỏ tựa như hoa táo ta, hoa lưỡng tính, chỉ được hình thành một lần vào tháng 3-4. 1.1.1.5. Quả và hạt Kích thước trung bình lớn hơn quả táo ta 1,5-2 lần. Khi quả còn non có một núm nhỏ ở phía dưới như núm quả hồng. Khi quả chín có màu vàng và cứng được thu hoạch vào tháng 10-11. Nguyễn Thị Hào 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 1.1.1.6. Biến đổi của quả Khi còn non quả có màu xanh nhạt, không có hương, vị chua chát. Khi chín có hương thơm đặc trưng, có vị ngọt, chát, chua giảm. 1.1.2. Tình hình chế biến táo mèo Cho đến nay, quả táo mèo sau khi chín chủ yếu vẫn được dùng để ăn tươi chứ chưa có một hình thức chế biến nào. Quả táo mèo có hương thơm rất đặc trưng, nó còn có tên địa phương là quả Sơn Tra. Theo kinh nghiệm dân gian quả táo mèo có tác dụng giải nhiệt và chữa các bệnh về đường tiêu hóa, giảm lượng mỡ trong máu, giảm colesteron. Mặt khác hàm lượng đường trong quả táo mèo khi chín tương đối cao. Vì vậy mà quả táo mèo khá được ưa chuộng trên thị trường. Thịt quả táo mèo rất rắn nên có thể cách chế biến hợp lí nhất vẫn là ngâm đường để thu dịch siro táo mèo. Từ dịch siro này có thể sử dụng bằng cách cho thêm nước và pha thêm rượu để uống. Ngày nay dịch siro còn được sử dụng để lên men vang, đây là một hướng rất mới có triển vọng trong việc nâng cao giá trị kinh tế của quả táo mèo. 1.2. Hệ vi sinh vật của vang Hệ vi sinh vật của vang rất đa dạng và phong phú, bao gồm cả vi sinh vật có lợi và vi sinh vật có hại. Các vi sinh vật có lợi là nấm men, vi khuẩn thuần chủng được cấy vào. Còn các vi sinh vật có hại là các nấm men dại, vi khuẩn gây hỏng vang tồn tại trong tự nhiên trên môi trường vỏ quả. 1.2.1. Nấm men (yeast) Nấm men là tên chung để chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào, thường sinh sản bằng nảy chồi, cũng có khi theo hình thức phân cắt tế bào. Nấm men được đặc trưng bởi khả năng phân bố rộng rãi trong môi trường tự nhiên, nhất là trong môi trường chứa đường và pH thấp: trong đất, nước, không khí, trong lương thực, thực phẩm, trong hoa quả [5]. Nguyễn Thị Hào 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 1.2.1.1. Đặc điểm sinh học của nấm men Nấm men là vi sinh vật có cấu tạo đơn bào. Tế bào nấm men đa số có cấu tạo hình cầu, hình trứng hoặc là hình ôvan... Hình thái nấm men thay đổi phụ thuộc vào từng loại nấm men, điều kiện nuôi cấy, tuổi nấm men. Kích thước tế bào nấm men cũng rất khác nhau nó phụ thuộc vào chủng, giống và điều kiện nuôi cấy. Kích thước tế bào nấm men có ý nghĩa rất lớn trong quá trình trao đổi chất. Nó ảnh hưởng đến vận tốc khuếch tán của chất dinh dưỡng vào môi trường. Các tế bào nấm men khác nhau thì có cấu tạo thành phần khác nhau ít nhiều nhưng nhìn chung đều gồm: thành tế bào, màng nguyên sinh chất, nhân tế bào, riboxom, ty lạp thể, không bào, các hạt volutin, glycogen, các giọt lipit. Thành tế bào có cấu tạo nhiều lớp, là cơ quan bảo vệ tế bào và duy trì hình dạng tế bào. Thành tế bào còn có khả năng kết dính, có ý nghĩa lớn trong công nghệ sản xuất bia và rượu. Bên trong là màng chất nguyên sinh, màng này ăn sâu vào trong tạo màng lưới nội chất. Ty thể của tế bào nấm men có dạng hạt, có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy cũng như trạng thái sinh lý của tế bào. Ty thể còn có màng bọc trong suốt, mỏng, có tính thấm cao. Màng có cấu tạo hai lớp, lớp trong hình thành nếp gấp hình răng lược. Trong tế bào nấm men có chứa một hoặc hệ thống không bào được hình thành từ thể golgi hay mạng lưới nội chất, không bào có tính thẩm thấu cao và là nơi tích lũy các sản phẩm của trao đổi chất. Tế bào nấm men có nhân thật, nhân có hình ôvan, hình tròn nằm gần không bào trung tâm. Nhân tế bào được bao bọc bởi hai lớp màng. Sinh sản của tế bào nấm men Saccharomyces: nấm men có nhiều hình thức sinh sản (vô tính, hữu tính). Bình thường tế bào nấm men sinh sản nảy chồi khi gặp điều kiện không thuận lợi một số có thể sinh sản theo cách tạo bào tử. Sinh sản nảy chồi ở nấm men là hình thức phổ biến nhất. Khi tế bào phát triển đến mức độ nhất định thì trên cơ thể của nó đâm ra một chồi nhỏ gọi là mầm (chồi). Các mầm có thể đâm ra ở nhiều phía khác nhau của tế bào Nguyễn Thị Hào 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 mẹ. Ở mỗi chồi sẽ nhận được một phần chất nhân và chất nguyên sinh ở tế bào mẹ, sau khi nảy mầm tế bào con có thể tách khỏi tế bào mẹ sống độc lập, cũng có thể không tách khỏi tế bào mẹ để tạo ra một tập hợp tế bào nấm men giống cành cây. Trong điều kiện thuận lợi một tế bào con được hoàn chỉnh và tách khỏi tế bào mẹ là 20-30 phút. Nấm men Saccharomyces có khả năng hình thành bào tử. Bào tử túi được sinh ra trong những túi nhỏ gọi là túi nang (1-8 bào tử). Bào tử túi sau khi ra khỏi túi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành một tế bào nấm men, tiếp theo tế bào này lại sinh sản theo lối nảy chồi. 1.2.1.2. Ứng dụng của nấm men Nấm men được ứng dụng từ rất sớm trong sản xuất rượu vang. Khoảng 6000 năm trước, loài người đã biết sử dụng nấm men để sản xuất rượu vang. Nấm men dùng trong sản xuất rượu vang thường là các giống thuần chủng hoặc là những chủng nấm men tự nhiên có sẵn trên bề mặt quả. Trong công nghiệp các nhà sản xuất vang thường dùng các giống thuần chủng, chủng nấm men quan trọng trong sản xuất vang là Saccharomyces cerevisiae. Nấm men còn được sử dụng trong công nghệ sản xuất cồn, chủng phổ biến cho lên men cồn là Saccharomyces cerevisiae. Lên men etylic là một quá trình sinh học, enzyme cần thiết cho quá trình chuyển hóa đường được hình thành từ tế bào nấm men sống. Qua một chuỗi phản ứng, kết quả của lên men etylic là đường được chuyển hóa thành ethanol và carbondioxide. Phương trình tổng quát: C6H12O6  2C2H5OH+ 2CO2 + 27Kcal Cồn có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như đường, bột mì, cenllulose. Nấm men được dùng trong sản xuất cồn phải có khả năng lên men các đường nhanh và càng triệt để càng tốt; đồng thời tạo ít các sản phẩm trung gian và phụ. Nấm men được dùng trong sản xuất bia và rượu vang phải cho Nguyễn Thị Hào 6 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 sản phẩm có mùi đặc trưng thơm ngon; đồng thời phải có khả năng lắng tốt và lên men nhanh chóng. Ngày nay nấm men còn được dùng trong sản xuất protein đơn bào. 1.2.2. Vi khuẩn Trong vang có nhiều chủng vi khuẩn, bao gồm những chủng vi khuẩn có lợi và những chủng vi khuẩn không có lợi gây hỏng vang. Những chủng vi khuẩn có lợi là những chủng vi khuẩn tạo cho vang có vị, hương thơm đặc trưng như vi khuẩn lactic và nhiều chủng vi khuẩn khác thuộc giống Lactobacillus. Ngược lại một số vi khuẩn có thể làm hỏng vang hoặc làm cho vang có mùi khó chịu. Pasteur đã khám phá ra cơ chế làm hỏng vang của các vi sinh vật khi rượu vang tiếp xúc với không khí nhiễm vi khuẩn Bacillus. Trên bề mặt của vang còn là một môi trường thuận lợi cho sự hoạt động của vi khuẩn acetic. Sự hoạt động của loại vi khuẩn này làm biến đổi alcol thành acid acetic, dẫn đến làm giảm chất lượng của vang. 1.2.3. Nấm mốc Nấm mốc phát triển ở quả, chất bã của quá trình sản xuất rượu vang, thùng chứa thiết bị hoặc do bụi, không khí đưa đến. Ví dụ: Aspergillus. 1.3. Công nghệ sản xuất vang 1.3.1. Khái quát chung về vang Vang là một loại đồ uống có cồn nhẹ, có giá trị dinh dưỡng và được mọi người ưa chuộng. Vang được làm từ dịch trái cây nhờ tác động của các vi sinh vật, trong đó vai trò quan trọng thuộc về nấm men.Từ thời Ai Cập cổ đại người ta đã biết đến sản xuất vang, từ đây kỹ thuật sản xuất vang được di nhập dần sang các quốc gia vùng Địa Trung Hải vào khoảng 600 năm trước công nguyên vào thế kỉ 15 mới xuất hiện ở châu Âu. Công nghệ sản xuất vang chỉ được bắt đầu vào năm 1857, khi lần đầu tiên nhà bác học người Pháp Louis Pasteur công bố kết quả nghiên cứu về quá trình lên men rượu. Trong đó ông chỉ ra cơ sở khoa học của quá trình lên men rượu, xác định rõ vai trò của nấm men trong sản cồn. Công trình nghiên cứu Nguyễn Thị Hào 7 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 của ông đã làm thay đổi mạnh mẽ về nhận thức, kỹ thuật và phương pháp sản xuất rượu vang. Từ đó chất lượng rượu vang ngày càng tốt hơn. Ngày nay với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật, nhiều biện pháp kỹ thuật và phương tiện mới, hiện đại được ứng dụng trong sản xuất vang. Nhờ đó ngành sản xuất vang đã gặt hái được nhiều thành tựu về chất lượng và sản lượng. Nói đến rượu vang thì nguyên liệu chính là trái cây các loại. Vang là loại đồ uống có cồn nhẹ, được làm từ dịch trái cây nhờ tác động của vi sinh vật. Bản chất của quá trình lên men vang là đường trong dịch quả bị biến đổi thành alcol nhờ tác động của nấm men và vi khuẩn lactic. Điều khác biệt cơ bản của vang so với các loại rượu khác là vang được làm từ dịch trái cây, không qua trưng cất và lại được tàng trữ lâu trong điều kiện lạnh nên vang trở thành một loại đồ uống vừa có giá trị dinh dưỡng cao và vừa có tác dụng chữa trị một số bệnh [1]. Vang được chia làm 3 nhóm chính, đó là vang thường, vang nổ và vang bổ. Vang bổ còn gọi là vang không có bọt, nó được dùng cùng với thực phẩm vì thế nó thường xuất hiện trong các bữa ăn. Vang nổ hay còn gọi là champagne, nó được dùng trong các bữa tiệc, lễ tết, sinh nhật... Dựa vào màu sắc của vang thường lại được chia thành vang đỏ, vang trắng, vang hồng. Hoặc dựa vào tính chất của vang thường còn được chia thành vang nhạt và vang ngọt. 1.3.2. Một số biến đổi trong quá trình lên men Lên men rượu là một quá trình sinh lí phức tạp, xảy ra dưới tác dụng của nhiều enzyme. Theo lí thuyết sự tạo thành rượu từ glucose được trải 5 giai đoạn sau đây [2]: - Giai đoạn 1: Biến đổi glucose thành fructose- 1,6-diphosphate. Dưới xúc tác của enzyme hexokinase và isomerase. Nguyễn Thị Hào 8 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 - Giai đoạn 2: Biến đổi fructose - 1,6 - diphosphate thành 3 phosphoglyxeraldehyde và phosphodioxyaceton. Nhờ xúc tác của enzyme aldolase. - Giai đoạn 3: Trước hết là 3- phosphoglyxeraldehyde biến đổi thành photphoglyxerate và tiếp tục biến đổi thành 2-photphoglyxerate nhờ xúc tác của enzyme photphoglyxeratmutase. Giai đoạn cuối cùng của giai đoạn này là sự biến đổi 2-phosphoglyxerate thành acid pyruvic nhờ xúc tác của enzyme aldolase và kinase. - Giai đoạn 4: Acit pyruvic phân cắt nhờ xúc tác của enzyme decarboxylase thành acetaldehyde, giải phóng CO2. - Giai đoạn 5: Tạo thành ethanol từ acetaldehyde nhờ xúc của alcoldehydrogenase. Phương trình tổng quát của quá trình lên men: C6H12O6 + 2ADP + 2H3PO4 → 2C2H5OH + 2ATP + H2O Như vậy sự lên men chuyển đường thành rượu là một dãy quá trình oxi hóa khử của enzyme trong tế bào nấm men tham gia. Tốc độ lên men của các chủng Saccharomyces lên men rượu bia là khác nhau đối với các loại đường. Tốc độ lên men đường glucose và fructose nhanh hơn đường saccarose. Tốc độ lên men được xác định bằng lượng CO2 bay ra từ 1 thể tích môi trường nhất định trong một đơn vị thời gian. 1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến lên men vang 1.3.3.1. Nhiệt độ Mỗi vi sinh vật đều có nhiệt độ tối ưu cho sinh trưởng của chúng, đối với nấm men, nhiệt độ tối ưu nằm trong giới hạn 28-320C. Tuy nhiên, nếu bắt đầu lên men ở nhiệt độ thấp thì khả năng lên men sẽ cao và kéo dài hơn. Mặt khác, nếu có điều kiện làm lạnh dịch đường tới 20-220C sẽ hạn chế sự phát triển của tạp khuẩn. Ở nhiệt độ cao hoạt tính của nấm men sẽ giảm nhanh nhưng chủ yếu là nhiễm lactic và nấm men hoang dại. Ở nhiệt độ 300C, nấm men hoang dại phát triển nhanh hơn nấm men Saccharomyces 2-3 lần, còn ở Nguyễn Thị Hào 9 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 nhiệt độ 35-380C chủng phát triển nhanh gấp 6-8 lần. Mặt khác khi lên men ở nhiệt độ cao sẽ tạo nhiều este, aldehyt và tổn thất rượu theo CO2 sẽ tăng. Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong lên men rượu vang. Nó là một trong những yếu tố kiểm soát quá trình lên men, nhiệt độ cao dẫn đến làm tăng tốc độ lên men. Nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến thành phần hóa học của vang, những sản phẩm dễ bay hơi được tạo thành trong suốt quá trình lên men. Hương vị của vang chịu ảnh hưởng rõ rệt với yếu tố nhiệt độ. Trong sản xuất để hạn chế được ảnh hưởng xấu, tốt nhất trong quá trình lên men ở một nhiệt độ, vì như vậy nấm men hoàn toàn thích nghi và không phải thay đổi để phù hợp với biến đổi nhiệt độ [3]. 1.3.3.2. Độ pH Nồng độ ion H+ có ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nấm men. Chúng có khả năng làm thay đổi điện tích các chất của vỏ tế bào, làm tăng hoặc giảm mức thẩm thấu các chất dinh dưỡng cũng như chiều hướng của quá trình lên men. Mỗi vi sinh vật chỉ có thể hoạt động tốt trong trạng thái ion nhất định, trạng thái này phụ thuộc vào pH của canh trường [7]. Trong điều kiện lên men rượu, pH tối ưu để tạo ethanol là 4,5-5. Nếu tăng pH thì môi trường dễ bị nhiễm khuẩn, glicerine sẽ tạo ra nhiều hơn và do đó giảm hiệu suất lên men. 1.3.3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng đường Nồng độ đường quá cao sẽ dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu và làm mất cân bằng trạng thái sinh lí của nấm men. Mặt khác đường nhiều sẽ dẫn đến tổn thất hoặc phải kéo dài thời gian lên men. Ngược lại nếu nồng độ dịch đường thấp sẽ không kinh tế vì sẽ giảm năng suất thiết bị lên men [7]. Trong nước quả thường có hàm lượng đường không đều do vậy người ta thường bổ sung thêm đường saccarose. Đa số cấc loại nấm men hoạt động bình thường trong môi trường có hàm lượng đường nhỏ hơn 20%. Có một số chủng hoạt động ở môi trường có hàm lượng đường cao hơn. Khi nhân giống thường dùng môi trường có hàm lượng đường thấp dưới 10% [6]. Nguyễn Thị Hào 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 1.3.3.4. Ảnh hưởng của SO2 Ngày nay, việc thêm SO2 đã được dùng phổ biến trong nghành rượu vang. SO2 được biết đến hầu hết trong thực phẩm. Nó cũng được tạo thành 1 lượng nhỏ trong quá trình lên men rượu. Nó được thêm vào trong hầu hết các khâu của qui trình lên men vang trắng. Nó được sử dụng rất ít trong lên men vang đỏ, nhưng được thêm sau khi quá trình lên men phụ kết thúc, SO2 được thêm vào ở dạng bột. Khi bị phân hủy trong vang SO 2 tồn tại ở dạng ion. Ở dạng này khả năng chống oxi hóa của nó rất mạnh, SO2 không có khả năng phản ứng trực tiếp với oxygen, nhưng nó có thể liên kết với các yếu tố oxi hóa khác tạo thành dạng phức hợp với oxygen. Ở dạng phức hợp này nó có khả năng ức chế sự hoạt động của enzyme làm nâu vang có sẵn trong quả nho. Vì vậy SO2 có tác dụng làm cho vang tươi lâu. SO2 còn có khả năng liên kết với acetaldehyde. Đây là chất làm cho vang có mùi khó chịu, nó được sản xuất khi vang bị oxi hóa. Khi SO2 và phân tử acetaldehyde liên kết với nhau sẽ tạo nên phức hợp không mùi. Khi dư thừa SO2 có thể gây hại đến sức khỏe hoặc làm dừng quá trình lên men trước khi biến đổi toàn bộ lượng đường trong nho thành rượu. Vi khuẩn chịu trách nhiệm lên men phụ rất nhạy cảm với SO2. Việc làm giảm tính kháng với SO2 của vi khuẩn malolactic rất dễ dàng, nhất là đối với những người chưa có kinh nghiệm làm rượu vang. Vì thế lượng SO2 đem dùng phải ở một tỷ lệ thích hợp [3]. 1.3.3.5. Ảnh hưởng của nitơ Đa số nước quả có các hợp chất nitơ đủ cung cấp cho nấm men. Song cũng có trường hợp vì hạn hán tùy từng loại quả không đủ nguồn nitơ cho nấm men sinh trưởng, hoặc do tiến hành lên men từ dịch siro. Do đó cần phải bổ sung nguồn nitơ. Trong trường hợp này người ta thường dùng amoni sunfat (NH4)2SO4 [3]. Nguyễn Thị Hào 11 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 1.3.3.6. Hàm lượng giống Tác nhân của quá trình lên men là nấm men vì vậy hàm lượng, chất lượng men giống ảnh hưởng tới quá trình lên men. Hàm lượng men tăng quá trình lên men tăng nhưng tăng nhiều quá sẽ xảy ra sự cạnh tranh của nấm men, ảnh hưởng đến quá trình lên men, thông thường tỷ lệ men giống vào khoảng 10% [3]. Nguyễn Thị Hào 12 Trường ĐHSP Hà Nội 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chương 2. Đối tượng và phương pháp nhiên cứu 2.1. Dụng cụ - Thiết bị - Tủ sấy - Tủ cấy vô trùng - Cân kỹ thuật và cân phân tích - Nồi hấp áp lực - Cồn kế, đường kế, máy đo PH - Buồng đếm hồng cầu - Kính hiển vi quang học - Bình tam giác, hộp lồng (đĩa petri), ống nghiệm - Pipet, que cấy, bông, đèn cồn, bàn trang thủy tinh, phễu thủy tinh, cốc thủy tinh. 2.2. Môi trường 2.2.1. Môi trường Hansen (MT1) g/l Đường glucose: 50g. Pepton: 5g. MgSO4.7H2O: 0,5g. KH2PO4: 1g. (NH4)2SO4: 1g. Thạch agar: 20g. Nước cất: 1000 ml. 2.2.2.Môi trường nhân giống (MT2) g/l Đường glucose: 50g. Pepton: 5g. MgSO4.7H2O: 0,5g. KH2PO4: 1g. (NH4)2SO4: 1g. Nước cất: 1000 ml. 2.2.3. Môi trường lên men (MT3) g/l Dịch siro : 200ml. MgSO4.7H2O: 0,5g. KH2PO4: 1g. (NH4)2SO4: 1g. Nước cất: 1000ml. 2.3. Nguyên lệu: Siro táo mèo. 2.4. Đối tượng nghiên cứu Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae từ dịch siro táo mèo. Nguyễn Thị Hào 13 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Trường ĐHSP Hà Nội 2 2.5. Phương pháp nghiên cứu 2.5.1. Phương pháp tuyển chọn khuẩn lạc nấm men trên môi trường thạch đĩa Để tuyển chọn một tập hợp tế bào nấm men tôi dùng phương pháp phân lập trên hộp petri. Môi trường để tuyển chọn các khuẩn lạc nấm men là môi trường Hansen. Cách tiến hành: Môi trường phân lập được khử trùng và phân bố vào các hộp vô trùng petri vô trùng để nguội theo phương pháp Pasteur. Dịch hoa quả đã được pha loãng 10-1 →10-9 bằng nước cất. Nhỏ 1-2 giọt huyền phù với độ pha loãng 10-9 lên bề mặt thạch dàn đều bằng bàn trang vô trùng. Gói kín và nuôi trong tủ ấm ở nhiệt độ 28-300C. Trong 3 ngày trên bề mặt xuất hiện các khuẩn lạc, với các đặc điểm khuẩn lạc hình tròn, lồi, màu trắng, nhẵn bóng, đặc trưng cho nấm men. 2.5.2. Phương pháp hoạt hóa giống Trước khi đưa vào môi trường lên men để có những tế bào to khỏe thì chúng tôi tiến hành hoạt hóa giống bằng cách nuôi trên môi trường thạch nghiêng 28-300C trong 24 giờ. Sau đó cấy vào dịch nhân giống trong 24 giờ được giống cấp 2. 2.5.3. Phương pháp xác định hoạt lực lên men của nấm men Để xác định hoạt lực lên men so sánh giữa các chủng, chúng tôi dùng các phương pháp sau: Phương pháp cân bình trọng lượng: Dịch lên men trong các bình có cùng thể tích 250ml môi trường, cùng có 1 lượng trung bình nấm men của các giống khác nhau. Sau 24 giờ lên men đem cân trọng lượng khi chênh lệch giữa 2 lần là 0,1 thì dừng lại. Phương pháp xác định số lượng tế bào bằng buồng đếm Goriaev Nguyễn Thị Hào 14
- Xem thêm -