Tài liệu Nghiên cứu một số tính chất của nấm men phân lập từ hạt Kerfir

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THU HẰNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NẤM MEN PHÂN LẬP TỪ HẠT KEFIR KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THU HẰNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NẤM MEN PHÂN LẬP TỪ HẠT KEFIR KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: ThS. Kiều Thị Hồng Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất tới cô giáo T – Giảng viên bộ môn Công nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội và TS. Đàm Thanh Xuân, những người đã luôn quan tâm, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trên con đường học tập, nghiên cứu khoa học. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn DS. Lê Ngọc Khánh cùng toàn thể các thầy, cô giáo, các anh chị kỹ thuật viên bộ môn Công nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận này. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể gia đình, các thầy cô giáo trong trường và tất cả bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Hà Nội, tháng 5 năm 2013 Sinh viên ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................2 1.1 Lịch sử dùng các sản phẩm sữa lên men ...........................................................2 1.2 Hạt kefir ...............................................................................................................3 1.2.1 Nguồn gốc hạt kefir............................................................................................3 1.2.2 Đặc điểm hạt kefir ..............................................................................................4 1.2.3 Tác dụng hạt kefir ........................................................................................8 1.3 Nấm men ............................................................................................................10 1.3.1 Đặc điểm nuôi cấy ............................................................................................10 1.3.2 Ứng dụng của nấm men ...................................................................................12 1.3.3 Các công trình nghiên cứu về nấm men trong hạt kefir ...................................13 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................15 2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị ...............................................................................15 2.1.1. Vi sinh vật sử dụng .........................................................................................15 2.1.2. Nguyên liệu, hóa chất sử dụng ........................................................................15 2.1.3. Môi trƣờng ......................................................................................................15 ụng cụ ..........................................................................................16 2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................16 ..........................................................16 2.2.2. Khảo sát một số đặc tính probiotic..................................................................17 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................17 .............................................................17 p ....................................................17 ................................................18 .................................................18 2.3.5. Phƣơng ......................................................................18 ...18 ........................................................19 .....................................................................19 2.3.9. Phƣ ..................................................................20 ....................................................................20 2.3.11. ..................................................................20 ......................................................21 .................................22 2.3.14. ...........................................................................22 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM – KẾT QUẢ - BÀN LUẬN ...................................23 ................................................23 ấm men từ hạt kefir Hà Lan. ..........................................................23 3.1.3. 3.1.4. ều kiện hô hấ ................................................25 ồn ..................................................29 ệt độ 3.2. Khảo sát một số đặ 3.2.1. Khả ...................30 ...............................32 ẩn có hại ................................................................32 3.2.2. Khả năng chịu pH acid dạ dày ........................................................................35 3.2.3. Khả năng cộng sinh với vi khuẩn lactic ..........................................................36 ...................................................................................40 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Lactobacillus L. Streptococcus Str. Lactococcus Lc. Leuconostoc Leuc. Kluyveromyces Kl. Saccharomyces S. Candida C. Debaryomyces D. Pichia P. Issatchenkia I. Yarrowia Y. Torulaspora T. Rhodosporidium R. Bacillus B. Escherichia E. KHV DĐVN 4 MT1 MT2 MT3 Ngân hàng giống tế bào tại Hoa Kỳ (The American Type Culture Collection) ATCC DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Các vi sinh vật có trong hạt kefir 7 Bảng 2.1: Nguyên liệu, hóa chất 15 16 Bảng 2.2: Bảng 3.1: Ảnh hƣởng của điều kiện hô hấp đến sự tăng sinh khối 26 Bảng 3.2: Ảnh hƣởng của hô hấp đến khả năng tiêu thụ đƣờng 26 Bảng 3.3: So sánh khả năng sinh ethanol của nấm men kefir với S. cerevisiae tron 28 Bảng 3.4: Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng đến sự tăng sinh khố 30 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự sinh trƣởng nấm men kefir 31 32 trên B. subtilis kefir kefir Bảng 3.10: 34 36 37 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang 1.1: H 4 5 24 h 3.2: 24 24 2 27 trên B. subtilis B. subtilis 34 34 : 35 : 36 2h 36 1 ĐẶT VẤN ĐỀ s (FAO/WHO) năm 2002 sẽ cho sức khỏe củ chủ” [15]. t trong Baccillus S. cerevisiae & S. boulardii 2. Nghiên cứu kefir c 2 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử dùng các sản phẩm sữa lên men Sữa là chất bài tiết giàu dinh dƣỡng của động vật có vú. Giá trị dinh dƣỡng tự nhiên của sữa đã đƣợc khuyến khích sử dụng cho con ngƣời ngay từ buổi đầu của xã hội loài ngƣời. Điều này có thể bắt đầu từ khi các loài động vật đầu tiên đƣợc thuần hóa. Các sản phẩm sữa lên men cũng đƣợc đề cập sớm trong tiếng Phạn và các công trình Kito giáo. Ngày nay, ở vùng Cận Đông và Bắc Phi có rất nhiều thực phẩm sữa lên men truyền thống, đó là những biến thể của sữa chua và pho mát [22]. Tầm quan trọng của sữa chua và pho mát trong văn hóa ẩm thực Hy Lạp (1.500 năm trƣớc Công Nguyên) và Rome (750 năm trƣớc Công Nguyên) đã từng đƣợc các nhà nghiên cứu đề cập đến. Sự xuất hiện những bằng chứng khảo cổ tìm thấy tại Windmill Hill ở Dorset, Anh (1.800 năm trƣớc Công Nguyên) cho biết pho mát đã đƣợc làm ở Anh trƣớc khi có sự xuất hiện của ngƣời La Mã [22]. Yogurt là sản phẩm sữa chua đƣợc biết đến nhiều nhất và cũng là sản phẩm phổ biến trên khắp thế giới. Yogurt có nguồn gốc từ Bungari [13]. Ngƣời dân Thracia cổ đại (các cƣ dân sớm nhất của vùng đất Bungari) thêm sữa lên men vào sữa tƣơi đã đun sôi để tạo ra sản phẩm gọi là „prokish‟ hay „kvasenomliako‟. Trong thế kỉ 11, sữa chua Bungari đƣợc đổi tên thành „yogurt‟. „Yogurt‟ là từ có nguồn gốc ở Thổ Nhĩ Kỳ, trong đó: „yog‟ nghĩa là dày còn „urt‟ là sữa tức là sữa dày. Ở Tây Âu, yogurt đƣợc đề cập lần đầu tiên ở Pháp khi một ngƣời bác sĩ Thổ Nhĩ Kỳ chữa khỏi bệnh tiêu chảy cho vua Pháp Francois bằng sữa chua cừu. Kể từ đó, yogurt đƣợc sử dụng rộng rãi ở Tây Âu. Nhà sinh vật học nổi tiếng ngƣời Nga Ilya Metchnikoff là ngƣời đầu tiên công bố các tính chất khoa học của yogurt [17]. Ông cho rằng các vi khuẩn trong yogurt có thể ức chế các vi khuẩn gây bệnh và không mong muốn trong ruột con ngƣời, tiêu thụ sữa lên men với Lactobacilli giúp kéo dài tuổi thọ [29]. Sữa lên men thƣờng phân thành bốn loại: (1) Loại tính acid kiêm rƣợu nhƣ kefir, koumiss (rƣợu sữa ngựa); (2) Loại tính acid cao nhƣ sữa chua Bungari; (3) 3 Loại tính acid trung bình nhƣ sữa acidophilus ; (4) Loại tính acid thấp nhƣ cultured buttermilk (sữa tƣơi có chất béo nhỏ hơn 5% đƣợc lên men) [22]. sản phẩm sữa lên men yogurt, lassi, sh ) [29]. Các sản phẩm sữa lên men ngày càng đƣợc ƣa chuộng trên thế giới vì ngoài việc cung cấp nguồn dinh dƣỡng thiết yếu, chúng còn có tác dụng chữa bệnh. Một trong những sản phẩm đƣợc quan tâm nhất hiện nay là sữa chua kefir bởi ích lợi mà nó mang lại. Kefir là sản phẩm làm từ hạt kefir; vừa lên men lactic nhờ nhóm vi khuẩn ƣa ấm, vừa lên men rƣợu nhờ nấm men. Kefir khác với các sản phẩm sữa lên men khác là có sự xuất hiện của một nhóm vi sinh vật trong hạt kefir, có thể thu hồi đƣợc để lên men tiếp. Các vi sinh vật trong hạt kefir thƣờng tạo ra acid lactic, chất ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hỏng và các vi sinh vật gây bệnh [2]. Mặc dù, trên thế giới hạt kefir đã phổ biến nhƣng ở Việt Nam còn ít đƣợc biết đến. 1.2 Hạt kefir 1.2.1 Nguồn gốc hạt kefir Cách đây hàng nghìn năm, hạt kefir đƣợc biết đến nhƣ một thứ nấm dùng chữa bệnh, xuất xứ từ cách nuôi riêng của các tu sĩ Ấn Tạng. Hạt kefir có thể làm biến đổi sữa nhờ một hệ vi sinh vật phức tạp gồm nhiều loài vi khuẩn và nấm men đƣợc chứng minh là rất có lợi cho sức khoẻ. Dân miền núi Caucasus thuộc nƣớc Xô Viết cũ - nguyên quán của Kefir - đã bào chế nó từ sữa của các sinh vật khác nhau và Kefir đƣợc lên men tự nhiên trong những túi da thú hoặc bồn bằng gỗ sồi. Việc tiêu thụ thƣờng xuyên Kefir đã giúp họ tránh đƣợc bệnh ung thƣ, lao, dạ dày… và họ thọ đến trung bình là 110 tuổi. Núi Caucasus là vùng duy nhất trên trái đất mà con ngƣời giữ đƣợc sức khỏe ở lứa tuổi này. Đến cuối thế kỉ 19, Kefir trở thành sản phẩm quen thuộc của ngƣời dân các nƣớc Đông Âu (Nga, Ucraina, Balan, Czech, Hungari...) và các nƣớc vùng Scandinavia. Đầu thế kỉ 20, Kefir đƣợc sản xuất với quy mô công nghiệp [14], [8]. Hiện nay, kefir đƣợc sản xuất với nhiều tên gọi: Kephir, Kiaphur, Kefer, Kepi hay 4 Kippi… [21]. 1.2.2 Đặc điểm hạt kefir Các hạt kefir có màu từ trắng đến vàng nhạt, hình dạng không ổn định và thƣờng kết thành chùm với nhau với đƣờng kính trung bình 0,3÷3,5 cm. Hạt kefir không tan trong nƣớc và hầu hết các dung môi. Khi thả vào sữa, hạt kefir thấm nƣớc (sữa) và trở nên màu trắng đục [22], [13]. Quan sát hình dạng hạt kefir bằng mắt thƣờng cho thấy các hình dạng khác nhau của hạt từ dạng tấm mỏng phẳng đến dạng cuốn, cuộn lại hay dạng giống hoa súp lơ con [27]. 1.1: H [27]. Còn bằng kính hiển vi điện tử quét cho phép thấy sự kết hợp của các vi sinh vật trong hạt kefir. Hệ vi sinh vật phần bên ngoài của hạt chi phối bởi trực khuẩn (ngắn và dài cong) kết hợp với tế bào nấm men (dạng quả chanh). Các tế bào vi sinh vật ở bên trong ít hơn so với phần bên ngoài của hạt (hình 2). Các sợi nguyên liệu nhỏ (có thể là kefiran polysaccharide) đƣợc quan sát thấy ở phần bên ngoài cũng nhƣ phần bên trong hạt [24]. 5 b A- H (B, C) – V (D) – N : – – Polysaccharid – [24]. Hạt kefir chứa một hỗn hợp vi sinh vật cộng sinh phức tạp gồm vi khuẩn lactic (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc và Streptococcus spp.), nấm men (Kluyveromyces, Saccharomyces và Torula) và đôi khi còn tìm thấy cả vi khuẩn acetic (Acetobacter), trong mạng lƣới của polysaccharid và protein [32]. Mạng lƣới là một phức hợp có 13% protein (tính theo trọng lƣợng khô), 24% polysaccharide, cộng với mảnh vỡ tế bào và các thành phần chƣa biết. Các polysaccharide chính là một chất hòa tan trong nƣớc đƣợc biết đến nhƣ kefiran. Kefiran là một vật liệu gồm các sợi nhỏ vô định hình hợp thành để bao quanh vi khuẩn, nấm men. Chúng cấu tạo bởi D-glucose liên kết D-galactose với tỉ lệ cân đối, trong mỗi đơn vị lặp lại có nhánh thế ở vị trí 6-O của D-galactose. Các vi khuẩn lactic lên men đồng hình (L. kefir, L. kefiranofaciens, Leu. mesenteroides, Lc. lactis ssp. cremoris) đều có thể sản xuất kefiran; trong đó L. kefiranofaciens đƣợc xác định là sản xuất polysaccharide chính, nằm sâu bên trong hạt, quyết định đến sự hình thành của hạt. Quá trình sản xuất này đƣợc kích thích bởi CO, ethanol hoặc các sản phẩm chuyển hóa chƣa biết của vi khuẩn lactic lên men đồng hình . Hiện nay, kefiran đang đƣợc rất quan tâm bởi khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống ung thƣ [22]. 6 Thành phần vi sinh vật của hạt kefir là khoảng 65-80% Lactobacilli, 10-15% nấm men, 5-25% Lactococci và Leuconostoc spp. Ngƣợc lại, trong kefir, vi sinh vật mà hạt kefir rụng ra một phần thì tỷ lệ này là khoảng 80% Lactococci và Leuconostoc spp., 10-15% nấm men và 5-10% Lactobacilli [19]. Nhóm vi khuẩn lactic gồm những loài ƣa ấm và ƣa nhiệt, thực hiện quá trình lên men lactic theo cơ chế đồng hình lẫn dị hình. Trong quá trình lên men đƣờng lactose, vi khuẩn lên men theo cơ chế đồng hình sản xuất ra acid lactic còn dị hình (e) tạo ra acid lactic và CO2. Một số loài lên men citrate: Lc. lactis, Leu. mesenteroides ssp. cremoris Leu. mesenteroides ssp, trong đó Lc. lactis sản xuất diacetyl, acetaldehyde, ethanol & acetate còn Leu. mesenteroides ssp. cremoris và Leu. mesenteroides ssp. sản xuất diacetyl, ethanol và acetate [14]. Nấm men gồm những loài lên men đƣợc lẫn không lên men đƣợc đƣờng lactose. Các loài nấm men lên men đƣợc đƣờng lactose thƣờng đƣợc tìm thấy tại các vị trí gần bề mặt hạt kefir. Ngƣợc lại, các loài nấm men không lên men đƣợc đƣờng lactose lại đƣợc tìm thấy tại các vị trí sâu bên trong hạt. Các tế bào nấm men tạo ra rƣợu và CO2. Gần đây, sử dụng trình tự sao chép các gen rRNA, ngƣời ta phát hiện nấm Dipodascus capitatus và Trichosporon coremiiforme, tác nhân gây bệnh, có trong hạt kefir. Đó là cơ sở cho yêu cầu kiểm soát của các chất lƣợng của vi sinh vật trong hạt kefir [14], [19]. Việc nghiên cứu về hạt kefir rất khó khăn bởi các nguồn gốc khác nhau đang tồn tại trong các sản phẩm Kefir. Hơn nữa, với số lƣợng lớn vi sinh vật có những đặc điểm tƣơng tự khiến việc phân lập và xác định các loài riêng biệt trở nên khó.Vì vậy, hiện nay, nhiều trong số các vi sinh vật trong hạt kefir chỉ xác định đƣợc bằng cách sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử tiên tiến [8]. 7 Bảng 1.1: Các vi sinh vật có trong hạt kefir [8], [32], [19]. Vi khuẩn Lactobacilli L. acidophilus o L. brevis e L. casei e L. delbrueckii ssp. bulgaricus o L. delbrueckii ssp. delbrueckii L. delbrueckii ssp. lactis L. fementum e L. fructivorans e L. hilgardi e L. helveticus o L. kefiranofaciens ssp.kefiranofaciens 0 L. kefir e L. kefirgranum o L. parakefir e L. paracasei ssp. paracasei e L. plantarum e L. rhamnosus e L. sake e Streptococci Str. thermophilus Str. filant Str. durans Lactococci Lc. lactis e Lc. lactis ssp. lactis o Lc. lactis ssp. cremoris o Leuconostoc Leuc. mesenteroides ssp. cremoris e Leuc. mesenteroides ssp. dextranicum e Leuc. mesenteroides ssp. mesenteroides e Acetobacter Acetobacters aceti Acetobacters racens Nấm men Kluyveromyces Kl. lactis l Kl. marxianus ssp bulgaricus Kl. marxianus ssp marxianus Saccharomyces S. cerevisiae n S. delbrueckii n S. unisporus n Candida S. pastorianus n S. turicensis n S. exiguus n 8 C. kefir l C. famata l C. fimetaria n C. friedrichii n C. maris n C. humilis n C. krusei n C. lipolytica n Debaryomyces D. occidentalis n D. hansenii l (t) / C. famata (a) Pichia P. fermentans n (t) / C. firmetaria (a) Issatchenkia I. orientalis n (t)/ C. krusei (a) Yarrowia Y. lipolytica n (t)/ C. lipolytica (a) Dekkera Dekkera anomala l (t)/ Brettanomyces anomalus l (a) Galactomyces Galactomyces geotrichum (t)/ Geotricum candium (a) Torulaspora T. delbrueckii n Rhodosporidium R. kratochvilovae o: lên men đồng hình, e: lên men dị hình, l: lên men đƣợc đƣờng lactose, n: không lên men đƣợc đƣờng lactose, t: giai đoạn sinh sản hữu tính, a: giai đoạn sinh sản vô tính. Hạt kefir đƣợ trữ trong nƣớc chỉ có thể đƣợc trong 8-10 ngày; trong không khí khô hoặc đông khô có thể đƣợc lƣu giữ trong 12-18 tháng mà không làm giảm hoạt động của hạt kefir. Hạt đông lạnh bảo quản ở -200C duy trì vi sinh vật hoạt động cho 7-8 tháng, trong khi hạt lạnh cho thấy giảm hoạt động sau 10 ngày [22]. 1.2.3 Tác dụng hạt kefir Tên kefir nguồn gốc từ Thổ Nhĩ Kỳ kefi, dịch là 'cảm thấy tốt'. Có rất nhiều các loại đồ uống làm từ hạt kefir bằng cách lên men sữa động vật (lạc đà, bò, dê 9 cừu), sữa thực vật (hạnh nhân, đậu phộng, sữa đậu nành), trái cây hay nƣớc đƣờng nhƣng những tác dụng của kefir vẫn không thay đổ ), kefir đƣợc coi nhƣ là một chế phẩm sinh học [19]. Tác dụng probiotic của kefir: kefir bổ sung nhiều vi sinh vật có lợi giúp cân bằng hệ vi sinh đƣờng ruột. Trong lịch sử, kefir đã đƣợc đề nghị điều trị các bệnh nhƣ có vấn đề về tiêu hóa, tăng huyết áp, dị ứng, và bệnh thiếu máu cơ tim [19]. Tác dụng trên ruột: Kefir đã đƣợc chứng minh là làm giảm số lƣợng Clostridia spp. trong ruột và tăng số lƣợng Bifidobacteria và Lactobacilli. Tác dụng probiotic của kefir tập trung ở khả năng điều chỉnh hệ vi sinh vật đƣờng ruột: giảm vi sinh vật gây bệnh ở niêm mạc ruột bằng các sản phẩm acid và chất diệt khuẩn đƣợc tạo ra để ức chế trực tiếp hay loại trừ bằng cạnh tranh, đồng thời gia tăng số lƣợng vi khuẩn có lợi [19]. Tác dụng kháng khuẩn: Chế phẩm kefir đƣợc báo cáo là có khả năng diệt và kìm hãm trên cả vi khuẩn Gr(+) và Gr(-). Tác nhân gây bệnh bị ức chế bởi kefir, chất chiết xuất từ kefir, hoặc vi khuẩn phân lập từ kefir bao gồm Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Salmonella enteriditis, Shigella sonnei, Yersinia enterocolitica, Micrococcus luteus, Micrococcus flavans, Escherichia coli, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae và Candida albicans… Cơ chế chính để ức chế tác nhân gây bệnh là do sự hiện diện của các acid hữu cơ trong hạt kefir (acid lactic, acid axetic…) [19]. Tác dụng chống u và chống ung thƣ: Kefir có tác dụng ức chế sự tăng trƣởng của tế bào ung thƣ và ngăn chặn một số loại ung thƣ (đại tràng, vú) và giảm kích thƣớc khối u. Điều này đƣơc chứng minh trên mô hình động vật, thông qua chế độ ăn bổ sung kefir cho thấy một số thành công trong việc tăng apoptosis, giảm kích thƣớc khối u, ngăn ngừa quá trình lipid peroxy và tăng glutathione trên chuột có đại tràng bất thƣờng. Tƣơng tự, chất chiết xuất từ kefir có thể ngăn chặn sự phát triển của ung thƣ vú. Khả năng chống u bƣớu của kefir có liên quan đến kefiran (ức chế ung thƣ Ehrlich và Sarcoma180) đƣợc đề xuất rằng polysaccharide kích thích hệ miễn dịch thông qua hoạt động của 10 tế bào T. Một cơ chế khác đƣợc đề xuất là tăng tế bào giết tự nhiên, hoạt động đại thực bào [18]. Giúp dung nạp lactose: Một số vi sinh vật trong kefir có khả năng phân giải lactose thành đƣờng đơn (glucose, galactose) giúp cho những ngƣời không dung nạp đƣợc lactose có thể sử dụng đƣợc sữa [18]. Giảm cholesterol: Một số nghiên cứu cho thấy giảm cholesterol huyết thanh và phospolipids trên những con chuột có chế độ ăn uống cholesterol cao bổ sung kefir. Vì thế, có lợi cho việc ngăn ngừa các sự xuất hiện của nhiều bệnh tim mạch nhƣ đau tim và đột quỵ [18]. Ngoài ra, kefir có rất nhiều tác dụng khác nhƣ giảm cân, chống oxy hóa, giảm stress, tăng hoạt động của não, cung cấp các vitamin, tăng cƣờng hoạt động miễn dịch… [33]. 1.3 Nấm men 1.3.1 Đặc điểm nuôi cấy Nấm men có thể thuộc về hai lớp nấm: nấm túi (Ascomycetes) và nấm bất toàn (Deuteromecetes hoặc Fungi imperfect). Nấm men là nhóm nấm cơ thể đơn bào hoặc tập hợp đơn bào, nhân chuẩn, hiển vi. Tế bào nấm men có hình cầu, hình oval hoặc elip, hình quả chanh, hình trụ, hình chùy hoặc đôi khi còn kéo dài ra thành sợi. So với các vi sinh khác, tế bào nấm men có kích thƣớc tƣơng đối lớn khoảng 7 × 8-12 µm [27], [29]. Dinh dƣỡng - Nguồn cacbon: gồm các loại đƣờng và dẫn chất, các rƣợu, acid hữu cơ, acid amin... Tất cả các loại nấm men đều sử dụng đƣợc glucose. Nhiều loài nấm men, trong đó có giống Saccharomyces không sử dụng đƣợ giống Candida, Torulopsis. Các disacarit (maltose và saccarose) trƣớc khi sử dụng phải nhờ enzym tƣơng ứng của nấm men thủy phân sơ bộ thành đƣờng đơn. Nấm men không sử dụng trực tiếp đƣợc tinh bột cũng nhƣ cellulose và hemicellulose trừ một số chủng thuộc giống Candida có hoạt tính amylase ngoại bào [9]. 11 - Nguồn nitơ: bao gồm nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ. Nguồn nitơ vô cơ đƣợc nấm men sử dụng tốt là các muối amoni của acid vô cơ cũng nhƣ hữu cơ. Đó là amoni sulfat, phosphat rồi đến các muối acetat, lactat, malat và succinat. Nấm men chỉ sử dụng đƣợc acid amin ở dạng tự nhiên (L-acid amin). Muốn tiêu hóa đƣợc các hợp chất (acid amin và amit) nấm men cần có các vitamin nhƣ biotin, acid pantoteic, pyridoxin, thiamin [9]. - Các nguyên tố vô cơ: phospho đƣợc quan tâm trƣớc hết sau đó là kali, magie và lƣu huỳnh… Phospho đóng vai trò rất quan trọng trong cấu tạo tế bào, xác định biến đổi hóa sinh, đặc biệt là trao đổi chất và vận chuyển năng lƣợng. Lƣu huỳnh là thành phần một số acid amin trong phân tử protein, là nhóm phụ (-SH) của một số enzym CoA nên nếu thiếu không tổng hợp đƣợc protein. Các ion Ca2+, K+, Mg2+ cũng rất cần cho nuôi cấy nấm men. Thông thƣờng K+ đƣợc bổ sung cùng các muối phosphat hoặc sulfat, còn ion Mg2+và Ca2+ thƣờng đủ trong nƣớc sinh hoạt. Các nguyên tố vi lƣợng: Mn, Cu, Fe, Zn, Bo, Li… chỉ cần một lƣợng rất nhỏ. - Các chất sinh trƣởng bao gồm các vitamin, bazơ purin và pyrimidin. Trong công nghiệp, nguồn vitamin là cao ngô, cao nấm men, nƣớc chiết cám, dịch thủy phân đậu tƣơng bằng enzym và đặc biệt là rỉ đƣờng. Nguồn cao ngô có thể đáp ứng cả nhu cầu vitamin và acid amin [9]. Hô hấp Nấm men là cơ thể sống kỵ khí tùy tiện.Vì vậy, chúng có hai kiểu hô hấp kị khí và hiếu khí tùy thuộc vào điều kiện oxy cung cấp cho quá trình trao đổi của chúng. Trong điều kiện hô hấp kị khí, nấm men tạo ra ít năng lƣợng hơn so với hiếu khí vì vậy để đảm bảo cung cấp năng lƣợng nấm men tiêu tốn nhiều cơ chất hơn [9]. Nhiệt độ: Đa số nấm men có nhiệt độ thích hợp là 28÷32oC 0 C. Nhiệt độ không chỉ ảnh hƣởng đến cƣờng độ lên men và sinh trƣởng của nấm men còn ảnh hƣởng tới sinh tổng hợp các sản phẩm. Nhiệt độ càng cao càng dễ sinh và tích tụ các sản phẩ pH [9]. 12 Mỗi chủ đều có khoảng pH thích hợp cho sinh trƣởng và phát triển riêng. Với giống Saccharomyces pH ban đầu thích hợp cho lên men là 5,5. Trong quá trình lên men giảm xuống 4,4-4,5 rồi lại tăng lên do sự tạo thành CO2 và các acid hữu cơ [9]. 1.3.2 Ứng dụng của nấm men Từ thời xa xƣa, loài ngƣời đã biết dùng nấm men để lên men rƣợu tạo ra một loại nƣớc uống có hƣơng vị đặc biệt kích thích ăn ngon và cho đến ngày nay loài ngƣời đã sử dụng nấm men trong một số lĩnh vực sau. Sản xuất ethanol:  Cồn ethylic là loại dung môi quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt công nghiệp thực phẩm và công nghiệp Dƣợc. Nguyên liệu có thể là đƣờng hoặc tinh bột, cellulose đƣợc nấu chín rồi đƣờng hóa bằng acid hoặc enzym vi sinh vật. Đƣờng tạo ra đƣợc lên men bằng S. cerevisiae tạo rƣợu rồi đem cất [4].  Sản xuất rƣợu vang: Ngƣời ta thƣờng dùng S. vini loài sống trên bề mặt quả nho. Chỉ cần lấy nho chín về xay nát và thêm đƣờng vào cho lên men trong điều kiện kỵ khí [9].  Sản xuất bia: Nguyên liệu là thóc malt, gạo, ngô đƣợc lên men nổi S. cerevisiae ở 14-25oC hay men chìm S. carlobergensis ở 6-8oC. Ở điều kiện đó, quá trình lên men xảy ra chậm nên CO2 hấp thụ tốt vào bia và khi rót bia sẽ tạo ra nhiều bọt [9], [4]. Sản xuất sinh khối Sinh khối nấm men chứa nhiều vitamin B và các acid amin quan trọng. Vì vậy, thực tế ngƣời ta sử dụng để: làm nở bột m trong công nghiệp bánh m , làm nguồn protein-vitamin bổ sung cho thức ăn chăn nuôi… Nghiên cứu làm bánh mỳ sử dụng hạt kefir nhƣ nấm men bánh m cho thấy: bánh mì đƣợc sản xuất với kefir giữ lại độ ẩm hơn, độ axit thấp (pH 4,9-5,5) và giữ lại độ „tƣơi‟ của chúng lâu hơn so với bánh mì làm từ nấm men bánh mì thông thƣờng [4], [30]. Ứng dụng nấm men trong lĩnh vực Y-Dƣợc