Phân lập và tuyển chọn các dòng nấm mốc trong viên men cơm rượu

  • Số trang: 68 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 18 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG NẤM MỐC TRONG VIÊN MEN CƠM RƯỢU CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: PGS.TS. NGUYỄN VĂN THÀNH THẠCH CAO TRÚC LINH MSSV: 3102746 Lớp: CNSH K36 Cần Thơ, Tháng 12/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHÂN LẬP VÀ TUYỂN CHỌN CÁC DÒNG NẤM MỐC TRONG VIÊN MEN CƠM RƯỢU CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: PGS.TS. NGUYỄN VĂN THÀNH THẠCH CAO TRÚC LINH MSSV: 3102746 Lớp: CNSH K36 Cần Thơ, Tháng 12/2013 PHẦN KÝ DUYỆT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN PGS.TS. Nguyễn Văn Thành Thạch Cao Trúc Linh DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………. Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM TẠ Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn cha mẹ đã có công sinh thành và nuôi dưỡng, dạy dỗ tôi cho đến ngày hôm nay. Xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám Hiệu Trường, Ban Lãnh Đạo Viện NC&PT Công nghệ Sinh học đã tạo mọi điều kiện tốt để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi vô cùng biết ơn PGS.TS Nguyễn Văn Thành, người hướng dẫn đề tài, người Thầy đáng kính đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên tôi, truyền đạt những kinh nghiệm, tri thức bổ ích cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Cô Bùi Thị Minh Diệu, cố vấn học tập, người đã luôn tận tình quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Cần Thơ. Xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Ngọc Thạnh - quản lý phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học Thực phẩm đã luôn tận tình quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo động viên tôi, cảm ơn anh Huỳnh Xuân Phong cùng các anh chị cao học và các bạn sinh viên của phòng Công nghệ Sinh học Thực phẩm đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã giảng dạy truyền đạt tri thức cho tôi trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Xin cảm ơn tất cả các bạn lớp Công nghệ Sinh học K36 đã luôn cổ vũ động viên và luôn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua. Xin kính chúc Cha Mẹ, quý Thầy Cô, Anh Chị và các bạn dồi dào sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt. Chúc tất cả các bạn Công nghệ Sinh học K36 luôn vui vẻ và thành công trên bước đường tương lai. Xin trân trọng cảm ơn! TP. Cần Thơ, ngày 07 tháng 11 năm 2013 Thạch Cao Trúc Linh Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ TÓM LƯỢC Với mục đích tuyển chọn dòng nấm mốc cho hoạt tính đường hóa cao trong thời gian ngắn, đề tài phân lập và tuyển chọn nấm mốc từ 11 loại men cơm rượu khác nhau tại 10 địa điểm ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã được tiến hành. Kết quả đã phân lập được 22 dòng nấm mốc, khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được và chọn được dòng nấm mốc M.8.1 cho hoạt tính đường hóa cao nhất với thể tích dịch rỉ là 30,3ml và đạt 28,73oBrix. Đồng thời chọn dòng nấm mốc M.8.1 làm nguồn giống chủng sản xuất bột mốc. Tiến hành khảo sát hoạt tính bột mốc theo các nghiệm thức khác nhau được bố trí theo 3 tỷ lệ bột mốc (1%, 2% và 3%) tương ứng với thời gian đường hóa là 2 ngày, 3 ngày và 4 ngày. Kết quả nghiệm thức với tỷ lệ bột mốc là 1% và thời gian đường hóa là 3 ngày, cho thể tích dịch rỉ 30ml và đạt 29oBrix cao hơn so với các nghiệm thức còn lại ở mức tin cậy 95%. Từ khóa: bột mốc, độ Brix, đường hóa, men cơm rượu, nấm mốc, phân lập. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC&PT Công nghệ sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC Trang PHẦN KÝ DUYỆT ............................................................................................................................. LỜI CẢM TẠ…………………………………………………………………………………........... TÓM LƯỢC…………………………………………………………………………………............. i MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii DANH SÁCH BẢNG .............................................................................................. v DANH SÁCH HÌNH .............................................................................................. vi TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................................... vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề..................................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 2 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................ 3 2.1. Bánh men cơm rượu .................................................................................................. 3 2.1.1. Phân loại bánh men rượu ................................................................................4 2.1.2. Hệ vi sinh trong bánh men cơm rượu .............................................................5 2.2. Giới thiệu chung về nấm mốc .................................................................................. 6 2.2.1. Đặc điểm chung của nấm mốc ........................................................................6 2.2.2. Vị trí vai trò của nấm mốc trong lên men rượu...............................................9 2.2.3. Phân loại nấm mốc ........................................................................................10 2.3. Đường hóa .................................................................................................................. 14 2.3.1. Cơ chất của quá trình đường hóa ..................................................................14 2.3.2. Quá trình đường hóa .....................................................................................16 2.3.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đường hóa của nấm mốc ................17 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................... 19 3.1. Phương tiện nghiên cứu .......................................................................................... 19 3.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện ....................................................................19 3.1.2. Nguyên liệu ...................................................................................................19 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ 3.1.3. Thiết bị - dụng cụ và hóa chất ......................................................................20 3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ............................................................................. 21 3.2.1. Phân lập các dòng nấm mốc trong các loại men ...........................................21 3.2.2. Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được ............................23 3.2.3. Thử nghiệm sản xuất bột mốc được chọn từ thí nghiệm 2 ...........................25 3.2.4. Khảo sát hoạt tính bột mốc ...........................................................................27 3.3. Phương pháp phân tích ........................................................................................... 29 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN.......................................................... 30 4.1. Phân lập nấm mốc.............................................................................................30 4.2. Tuyển chọn các dòng nấm mốc phân lập có hoạt tính đường hóa cao ........33 4.3. Sản xuất bột mốc từ dòng nấm mốc chọn trong thí nghiệm 2 ......................37 4.4. Hoạt tính đường hóa của bột mốc theo tỉ lệ và thời gian ủ ...........................37 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................... 41 5.1. Kết luận ..............................................................................................................41 5.2. Đề nghị ...............................................................................................................41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 42 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM PHỤ LỤC 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 2.1. Phương pháp đếm trực tiếp số lượng bào tử nấm mốc bằng buồng đếm hồng cầu 2.2. Phương pháp đếm sống trên môi trường Crapek Dox Broth PHỤ LỤC 3. CÁC LOẠI MÔI TRƯỜNG 3.1. Môi trường 1: Phân lập nấm mốc khoai tây - glucose - agar (PGA) 3.2. Môi trường 2: Khoai tây - glucose (PG) 3.3. Môi trường 3: Crapek Dox Broth có bổ sung agar Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 – 2013 Trường Đại học Cần Thơ PHỤ LỤC 4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4.1. Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được Bảng 6. Kết quả khảo sát hoạt tính đường hóa của các dòng nấm mốc phân lập 4.2. Thí nghiệm 4: Khảo sát hoạt tính bột mốc Bảng 7. Kết quả hoạt tính đường hóa của bột mốc theo tỷ lệ và thời gian ủ PHỤ LỤC 5. KẾT QUẢ THỐNG KÊ 5.1. Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc phân lập được 5.2. Thí nghiệm 4: Khảo sát hoạt tính bột mốc Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng 1. Các địa điểm thu men cơm rượu dùng cho phân lập nấm mốc.........................19 Bảng 2. Đặc điểm của các dòng nấm mốc phân lập .......................................................30 Bảng 3. Sự xuất hiện khuẩn ty của các dòng nấm mốc đã phân lập ..............................34 Bảng 4. Khả năng đường hóa của các dòng nấm mốc ...................................................35 Bảng 5. Sự xuất hiện khuẩn ty theo tỷ lệ bột mốc và thời gian ủ...................................38 Bảng 6. Khả năng đường hóa của bột mốc theo tỷ lệ và thời gian ủ..............................38 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học v Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Hình 1. Viên men cơm rượu ..........................................................................................3 Hình 2. Cơm rượu ..........................................................................................................3 Hình 3. Nấm mốc Mucor .............................................................................................11 Hình 4. Nấm mốc Rhizopus .........................................................................................12 Hình 5. Nấm mốc Aspergillus .....................................................................................13 Hình 6. Nấm mốc Penicillium .....................................................................................14 Hình 7. Cấu trúc phân tử amylose ...............................................................................15 Hình 8. Cấu trúc phân tử amylopectin .........................................................................16 Hình 9. Sơ đồ phân cắt tinh bột bằng enzyme .............................................................17 Hình 10. Quy trình thí nghiệm phân lập nấm mốc lên men rượu ...............................22 Hình 11. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hoạt tính của các dòng nấm mốc ..............24 Hình 12. Quy trình sản xuất bột mốc ..........................................................................26 Hình 13. Sơ đồ thử hoạt tính bột mốc khảo sát trên môi trường gạo hấp ...................28 Hình 14. Một số dòng nấm mốc phân lập ...................................................................33 Hình 15. Khảo sát hoạt tính bột mốc ........................................................................ PL1 Hình 16. Bột mốc...................................................................................................... PL1 Hình 17. Máy ly tâm lạnh ......................................................................................... PL1 Hình 18. Nồi chưng cách thủy (waterbath) .............................................................. PL1 Hình 19. Tủ cấy ........................................................................................................ PL1 Hình 20. Tủ ủ ............................................................................................................ PL1 Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vi Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ TỪ VIẾT TẮT CFU Colony Forming Unit DNA Deoxyribonucleic acid M.1 Men Ninh Kiều, Cần Thơ M.2 Men Bạch Đằng, Thốt Nốt, Cần Thơ M.3 Men Vĩnh Châu, Sóc Trăng M.4 Men Phụng Hiệp, Hậu Giang M.5 Men Thốt nốt, Cần Thơ (Men nhỏ) M.6 Men Trà Ôn, Vĩnh Long M.7 Men Thốt Nốt, Cần Thơ (Men lớn) M.8 Men Châu Phú, An Giang M.9 Men Bình Minh, Vĩnh Long M.10 Men Lấp Vò, Đồng Tháp M.11 Men Trà Cú, Trà Vinh NST Nhiễm sắc thể NT Nghiệm thức PG Potato – Glucose PGA Potato – Glucose – Agar RNA Ribonucleic acid Viện NC&PT Công nghệ Sinh học Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Sinh học. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Đặt vấn đề Ở Việt Nam, những loại thực phẩm lên men cổ truyền rất được ưa chuộng như thạch dừa, nước mắm, nước giải khát lên men, rau quả muối chua, chao, bánh mỡ… Trong đó, cơm rượu là một loại thức ăn rẻ tiền, ngon, có hương thơm khá hấp dẫn, vị ngọt đặc trưng nên được nhiều người ưa thích. Cơm rượu là loại thực phẩm có cồn không qua chưng cất, được chế biến từ gạo nếp theo cách dùng gạo nếp nấu chín thành xôi, để nguội và ủ với men cơm rượu cho lên men. Lên men cơm rượu truyền thống sử dụng một tổ hợp vi sinh vật tạo nên loại thực phẩm lên men có giá trị dinh dưỡng có lợi cho sức khoẻ con người. Khi làm cơm rượu nếp, sự kết hợp giữa xôi nếp và bánh men qua quá trình ủ đã tạo ra hương vị thơm ngọt, chất đường tăng lên, tính chất bổ dưỡng của món ăn này cũng được gia tăng. Tuy nhiên lên men cổ truyền cũng có nhược điểm do đây là quá trình lên men trong điều kiện tự nhiên, được thực hiện bởi các vi sinh vật tự nhiên và vật chất lên men trong tự nhiên. Cả vi sinh vật và vật chất sử dụng trong quá trình lên men tự nhiên rất phức tạp, không đồng đều về chủng loại và số lượng. Mặt khác quá trình lên men là quá trình không kiểm soát nên chất lượng sản phẩm không được ổn định và đồng nhất. Cơm rượu là món ăn bổ dưỡng được ưa chuộng ở cả hai miền Nam và Bắc. Ở miền Nam, cơm rượu được làm thành viên có nước bao quanh, trong khi cơm rượu ở miền Bắc ở dạng khô hơn và xới lên như xôi. Trong sản phẩm cơm rượu, phải trải qua giai đoạn đường hóa, tức là giai đoạn chuyển tinh bột thành đường. Có nhiều cách để thủy phân tinh bột như: dùng chế phẩm enzyme thu nhận từ malt, dùng acid làm tác nhân thủy phân tinh bột sau đó trung hòa bằng carbonate hoặc sử dụng nấm mốc làm nguồn giàu amylase để thủy phân tinh bột (Nguyễn Đức Lượng, 2002). Nấm mốc có vai trò thủy phân dịch hồ tinh bột thành đường (Lương Đức Phẩm, 1982). Nhiều loài khác nhau thuộc Aspergilus, Penicillium, Mucor và Rhizopus được tìm thấy trong bánh men cơm rượu cổ truyền, trong đó có Mucor và Rhizopus phát triển nhiều hơn cả. Để cải tiến và nâng cao chất lượng rượu ở nước ta thì yếu tố góp phần rất quan trọng là phân lập, tuyển chọn ra các Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ dòng nấm mốc có hoạt lực đường hóa cao để sản xuất ra những viên men chất lượng cao phục vụ hữu ích cho công nghệ lên men. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Phân lập và tuyển chọn những dòng nấm mốc có khả năng đường hóa cao để làm nguồn giống chủng sản xuất bột mốc. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Bánh men cơm rượu Từ rất lâu người ta đã biết sử dụng một thành phần của mẻ lên men trước để chủng vào nguyên liệu của mẻ lên men sau, cách làm này nhằm rút ngắn thời gian lên men đồng thời giảm những hư hỏng xảy ra trong quá trình lên men. Ngày nay người ta chủ động nuôi cấy các vi sinh vật đã chọn lọc để sản xuất những chế phẩm vi sinh đáp ứng tốt yêu cầu của các sản phẩm lên men. Các chế phẩm này gọi là viên men rượu hay bánh men rượu hay đơn giản giản hơn là men rượu. Hình 1. Viên men cơm rượu (men ngọt) (Nguồn:http://megafun.vn/cuoc-song/am-thuc/mon-an/201306/cach-lam-com-ruou-nep-kieu-mien-namdon-tet-doan-ngo-274644/, ngày 01/08/2013) Hình 2. Cơm rượu (Nguồn:http://megafun.vn/cuoc-song/am-thuc/mon-an/201306/cach-lam-com-ruou-nep-kieu-mien-namdon-tet-doan-ngo-274644/, ngày 01/08/2013) Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Bánh men dùng trong sản xuất cơm rượu từ nguyên liệu chứa tinh bột là chế phẩm vi sinh rất đặc biệt. Trong đó có sự tồn tại hài hòa nhiều vi sinh vật khác nhau, tạo được thế cân bằng giữa các quá trình chuyển hóa. Ở Việt Nam căn bản chỉ sử dụng 2 loại men dạng viên. Muốn làm cơm rượu người ta sử dụng loại men gọi là men ngọt. Còn muốn nấu rượu đế (rượu trắng) thì người ta dùng loại men gọi là men đắng. 2.1.1. Phân loại bánh men rượu Hiện nay có nhiều loại bánh men được sản xuất hoàn toàn thủ công ở nước ta. Mỗi địa phương mỗi dân tộc có phương pháp sản xuất riêng. Để sản xuất bánh men người ta dùng các vị thuốc từ các loại thảo mộc khác nhau trộn chung với bột gạo và bánh men giống để làm. Tùy vào từng địa phương, việc sử dụng các vị thuốc là rất khác nhau. Tạm có thể chia thành 3 loại:  Bánh men rượu không có thuốc Bắc (bánh men thường).  Bánh men rượu có thuốc Bắc.  Bánh men rượu có lá rừng chứa tinh dầu (bánh men lá). Bánh men không có thuốc Bắc (còn gọi là bánh men thường): Thành phần chính của bánh men thường là gạo và giống vi sinh vật (men giống). Ở bánh men không có thuốc Bắc người ta cho thêm một ít kháng sinh để ức chế sự phát triển của một số vi sinh vật (gọi là bánh men rượu thuốc Tây để phân biệt với bánh men rượu thuốc Bắc). Bánh men thuốc Bắc: Thành phần chính: Bột gạo, giống vi sinh vật, vị thuốc Bắc. Việc cho thuốc Bắc vào được cho rằng có tác dụng kích thích sinh trưởng của vi sinh vật trong bánh men, có khả năng xác trùng. Ngoài ra, nó còn có tác dụng tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm lên men. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 2.1.2. Hệ vi sinh trong bánh men cơm rượu Có 3 nhóm vi sinh vật chính được tìm thấy trong bánh men cơm rượu cổ truyền gồm nấm mốc, nấm men và vi khuẩn (Heseltine et al., 1988; Lim, 1991; Nguyễn Đức Lượng, 2002). Trong men rượu đế thuần, theo quy trình sản xuất của (Dung, 2005), nguồn vi sinh vật chủ yếu là nấm mốc Amylomyces rouxii và nấm men Saccharomyces cerevisiae. Các vi sinh vật này được giữ trong bột gạo, bột sắn, bột nếp, bột bắp,... ở trạng thái khô. Lúc này các vi sinh vật tồn tại ở dạng tiềm sinh, các hoạt động sinh lý, trao đổi chất giảm đến mức tối thiểu. Chúng chỉ được cấy vào nguyên liệu để thực hiện quá trình lên men. Nấm mốc Trong bánh men thuốc Bắc, nấm mốc chủ yếu là các chi: Mucor, Aspergillus, Penicillum, Rhizopus. Trong đó, đặc biệt là loài Mucor rouxii có nhiều đặc tính quý như sau: có khả năng chịu nhiệt độ cao 32 - 35oC, vừa có khả năng đường hóa vừa có khả năng rượu hóa. Năm 1998, Lee et al. đã khảo sát hệ sinh vật trong viên men rượu được sản xuất tại Việt Nam, kết quả phân lập được các dòng nấm mốc như: Rhizopus oryzae, Mucor indicus, Mucor circinilloides, Amylomyces rouxii (Nout et al., 1999). Nấm men Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm có cấu tạo đơn bào, thường sinh sản bằng hình thức nảy chồi hoặc phân cắt, một số có thể sinh sản hữu tính bằng bào tử túi. Nhiều loại có khả năng lên men đường, thích nghi được trong môi trường có nồng độ cồn cao, acid cao. Tế bào nấm men có hình thái và kích thước khác nhau. Tùy loài, tùy giống chúng có thể có hình bầu dục, hình cầu, hình trứng, hình quả chanh. Các loại nấm men thường dùng trong sản xuất rượu bia là Saccharomyces cerevisiae có dạng hình elip, hình trứng, kích thước thay đổi trong khoảng 2,5 - 10µm. Thời gian cho một thế hệ khoảng 120 phút (Kurtzman và Fell, 2005). Vi khuẩn Trong bánh men thuốc Bắc có rất nhiều loại vi khuẩn phát triển, nhưng chủ yếu là vi khuẩn acid lactic như Lactobacillus, Streptococcus và vi khuẩn acid acetic như A. aceti, A. suboxydans, vi khuẩn gây thối (Lee và Fujio, 1998). Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 2.2. Giới thiệu chung về nấm mốc Nấm mốc có cấu tạo hình sợi, có sinh bào tử, không có diệp lục tố, không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ mà sử dụng chất hữu cơ có sẵn để sinh sống. Nấm mốc mọc tốt trong môi trường có nhiều không khí, vì vậy chúng thường phát triển trên bề mặt cơ chất dưới dạng các nhóm hình sợi lún phún, lớp mạng nhện hay khối bông. 2.2.1. Đặc điểm chung của nấm mốc Hình dạng, kích thước và cấu tạo Nấm mốc có dạng hình sợi, có vách ngăn (đa bào) hay không có vách ngăn (đơn bào). Sợi nấm thường là một ống hình trụ dài có kích thước lớn nhỏ khác nhau tùy loài. Đường kính của sợi nấm thường từ 3 - 5μm, có khi đến 10μm, thậm chí đến 1mm. Chiều dài của sợi nấm có thể tới vài chục centimet. Các sợi nấm phát triển chiều dài theo chiều tăng trưởng ở ngọn. Các sợi nấm có thể phân nhánh và các nhánh có thể lại phân nhánh liên tiếp tạo thành hệ sợi nấm khí sinh như bông. Trên môi trường đặc và một số cơ chất trong tự nhiên, bào tử nấm, tế bào nấm, hoặc một đoạn sợi nấm có thể phát triển thành một hệ sợi nấm có hình dạng nhất định gọi là khuẩn lạc nấm. Vách tế bào nấm cấu tạo bởi vi sợi chitin và có hoặc không có cellulose. Chitin là thành phần chính của vách tế bào ở hầu hết các loài nấm trừ nhóm Omycetina, những vi sợi chitin được hình thành nhờ vào enzyme chitin syntase. Tế bào chất của tế bào nấm chứa mạng nội mạc, không bào, ty thể và hạt dự trữ (glycogen và lipid), đặc biệt cấu trúc ty thể ở tế bào nấm tương tự như cấu trúc ty thể ở tế bào thực vật. Ngoài ra, tế bào nấm còn có ribosome và những thể khác chưa rõ chức năng. Tế bào nấm không có diệp lục tố, một vài loài nấm có rải rác trong tế bào một loại sắc tố đầu tiên ly trích được gọi là neocercosporin (C29H26O10) có màu tím đỏ ở nấm Cercosporina kikuchi. Tế bào nấm không nhất thiết có một nhân mà thường có nhiều nhân. Nhân của tế bào nấm có hình cầu hay hình bầu dục với màng đôi phospholipid và protein dầy 0,02μm, bên trong màng nhân chứa RNA và DNA. Dinh dưỡng và sự tăng trưởng của nấm mốc Nấm mốc sống dị dưỡng và hấp thu, hay hoại sinh, cùng với vi khuẩn và những nguyên sinh động vật khác giữ vai trò của sinh vật phân hủy. Sinh vật hoại sinh tiết ra Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ emzyme tiêu hóa vào mô thực vật và động vật chết hay những sản phẩm hữu cơ, sau đó hấp thu và sử dụng những sản phẩm tiêu hóa như chất dinh dưỡng. Cùng lúc đó, nhiều chất của mô chết được giải phóng vào môi trường dưới dạng khoáng là nguồn dinh dưỡng cho những sinh vật khác. Nấm mốc ký sinh sống trong cơ thể sinh vật sống và gây bệnh cho thực vật đôi khi cả động vật. Hầu hết các loài nấm mốc không cần ánh sáng trong quá trình sinh trưởng. Tuy nhiên một số loài lại cần ánh sáng trong quá trình tạo bào tử. Nhiệt độ tối thiểu cần cho sự phát triển là 2 - 5oC, nhiệt độ tối thích là 22 - 27oC và nhiệt độ tối đa mà chúng có thể chịu đựng là 35 - 40oC, cá biệt có một số ít loài có thể sống sót ở 0 - 60oC. Nói chung nấm mốc có thể phát triển tốt ở môi trường acid (pH = 6,0) nhưng pH tối thích là 5,0 - 6,5, một số loài phát triển tốt ở pH < 3 và một số ít phát triển ở pH > 9 (Cao Ngọc Điệp, 2006). Oxy cần cho sự phát triển của nấm mốc vì chúng là nhóm sinh vật hiếu khí bắt buộc và sự phát triển sẽ ngưng khi không có oxy và dĩ nhiên nước là yếu tố cần thiết cho sự phát triển. Nấm mốc có thể phát triển liên tục trong 400 năm hay hơn nếu điều kiện môi trường thích hợp cho sự phát triển của chúng. Nấm mốc không có diệp lục tố nên chúng cần được cũng cấp dinh dưỡng từ bên ngoài (nhóm dị dưỡng), một số sống sót và phát triển nhờ khả năng kí sinh (sống kí sinh trong cơ thể động vật hay thực vật) hay hoại sinh (saprophytes) trên xác bã hữu cơ, cũng có nhóm nấm rễ hay địa y sống cộng sinh với nhóm thực vật nhất định. Các giống nấm mốc đều thuộc loại nấm sợi, từ một tế bào hay một sợi nấm khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành một hệ sợi nấm hay khuẩn ty, thời gian để các bào tử nảy mầm và tốc độ phát triển của khuẩn ty thay đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường, cơ chất và loại nấm mốc. Trong cùng điều kiện môi trường số lượng bào tử nấm mốc nảy mầm được tự điều chỉnh sao cho không quá nhiều bào tử nảy mầm trong cùng thời gian (Nout, 1995). Trong điều kiện hiếu khí nấm mốc phát triển mạnh về sinh khối và tăng nhiệt. Trong điều kiện yếm khí, một số loài nấm mốc (Rhizopus oligosporus, Penicillium Roqueforti,...) cũng có khả năng biến dưỡng tạo năng lượng qua quá trình lên men, quá trình này cho năng lượng thấp hơn một số sản phẩm lên men như: etanol, acid lactic, và nhiều CO2 (De Reu et al., 1995). Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Trong điều kiện môi trường không thuận lợi (đặc biệt nguồn nitơ bị hạn chế) sẽ hình thành bào tử, từ một hệ khuẩn ty có thể hình thành khoảng vài chục triệu bào tử (Bùi Xuân Đồng, 1999). Bào tử là dạng tiềm sinh giúp nấm mốc có thể sống sót trong những điều kiện môi trường bất lợi của thiên nhiên: độ ẩm môi trường thấp, nhiệt độ cao, tia tử ngoại,... (Samson et al., 1995). Sinh sản của nấm mốc Nấm mốc sinh sản dưới 2 hình thức: vô tính và hữu tính. Trong sinh sản vô tính, nấm hình thành bào tử mà không qua việc giảm phân, trái lại trong sinh sản hữu tính nấm hình thành 2 loại giao tử đực và cái. Sinh sản vô tính Nấm mốc sinh sản vô tính thể hiện qua hai dạng: sinh sản dinh dưỡng bằng đoạn sợi nấm phát triển dài ra hoặc phân nhánh và sinh sản bằng các loại bào tử. Một số loài nấm có những bào tử đặc trưng như sau: a. Bào tử túi (bào tử bọc): các bào tử động có ở nấm Saprolegnia và bào tử túi ở nấm Mucor, Rhizopus chứa trong túi bào tử động và túi bào tử được mang bởi cuống túi bào tử. b. Bào tử đính: các bào tử đính không có túi bao bọc ở giống nấm Aspergillus, Penicillium,... Hình dạng, kích thước, màu sắc, trang trí và cách sắp xếp của bào tử đính thay đổi từ giống này sang giống khác và được dùng làm tiêu chuẩn để phân loại nấm. Cuống bào tử đính dạng bình có thể không phân nhánh như ở Aspergillus hay dạng thẻ phân nhánh như ở Penicillium. Bào tử đính hình thành từ những cụm trên những cuống bào tử đính ở Trichoderma. Ở giống Microsporum và Fusarium, có hai loại bào tử đính: loại nhỏ, đồng nhất gọi là tiểu bào tử đính, loại lớn, đa dạng gọi là đại bào tử đính. c. Bào tử tản: trong nhiều loài nấm men và nấm mốc có hình thức sinh sản đặc biệt gọi là bào tử tản. Bào tử tản có thể có những loại sau: Chồi hình thành từ tế bào nấm men: Cryptococcus và Candida là những loại bào tử tản đơn giản nhất, gọi là bào tử chồi. Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học Luận văn tốt nghiệp Đại học Khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Giống Ustilago có những sợi nấm có xuất hiện tế bào có vách dầy gọi là bào tử vách dầy còn gọi là bào tử áo. Vị trí của bào tử vách dầy ở sợi nấm có thể khác nhau tùy loài. Giống Geotrichum và Oospora có sợi nấm kéo thẳng, vuông hay chữ nhật và tế bào vách dầy gọi là bào tử đốt. Sinh sản hữu tính Sinh sản hữu tính xảy ra khi có sự kết hợp giữa hai giao tử đực và cái có trải qua giai đoạn giảm phân. Quá trình sinh sản hữu tính trải qua 3 giai đoạn: Tiếp hợp tế bào chất với sự hòa hợp 2 tế bào trần của 2 giao tử. Tiếp hợp nhân với sự hòa hợp 2 nhân của 2 tế bào giao tử để tạo một nhân nhị bội. Giảm phân giai đoạn này hình thành 4 bào tử đơn bội qua sự giảm phân từ 2n NST (nhị bội) thành n NST (đơn bội). Theo Holzapel (1997), tất cả các giai đoạn trên kể cả giai đoạn tạo cơ quan sinh dục được điều khiển bởi một số kích thích tố sinh dục. Cơ quan sinh dục của nấm mốc có tên là túi giao tử có 2 loại: cơ quan sinh dục đực gọi là túi đực chứa các giao tử đực còn cơ quan sinh dục cái gọi túi noãn chứa giao tử cái hay noãn, khi có sự kết hợp giữa giao tử đực và noãn sẽ tạo thành bào tử, bào tử di động được gọi là bào tử động. Kiểu hai sợi nấm có giới tính đực và cái tiếp hợp nhau sinh ra bào tử có tên là tiếp hợp tử, tiếp hợp tử là đặc trưng của nhóm nấm Myxomycetes. Bào tử sinh dục khi hình thành có dạng túi gọi là nang và túi này chứa những bào tử gọi là bào tử nang. Nang và bào tử nang là đặc trưng của nhóm Ascomycetes. Trong nhóm Basidiomycetes, 4 bào tử phát triển ở phần tận cùng của cấu trúc thể quả gọi là đảm và bào tử được gọi là bào tử đảm. Nhóm nấm bất toàn gồm những nấm cho đến nay chưa biết rõ kiểu sinh sản hữu tính của chúng. 2.2.2. Vị trí vai trò của nấm mốc trong lên men rượu Nấm mốc tác động đến đời sống con người một cách trực tiếp bằng cách làm hư hỏng, giảm chất lượng lương thực, thực phẩm trước và sau thu hoạch, trong chế biến, bảo quản. Nấm mốc còn gậy hư hại vật dụng quần áo, hay gây bệnh cho con người động vật và cây trồng. Tuy nhiên trong quá trình chế biến thực phẩm có liên quan đến Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 9 Viện NC & PT Công nghệ Sinh học
- Xem thêm -