TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHẠM THỊ THU VÂN
SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN
QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên ñề tài
:
SẢN XUẤT VÀ BẢO QUẢN RƯỢU VANG NẾP THAN
QUY MÔ XƯỞNG THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
ENZYME VÀ NẤM MEN THUẦN CHỦNG
Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Ts. Lý Nguyễn Bình Phạm Thị Thu Vân
MSSV: 2051695
Lớp: CNTP K31
Luận văn ñính kèm sau ñây, với tựa ñề tài “Sản xuất và bảo quản rượu vang nếp than
quy mô xưởng thực nghiệm sử sụng enzyme và nấm men thuần chủng”, do Phạm Thị
Thu Vân thực hiện và báo cáo ñã ñược hội ñồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên chấm phản biện
Thực phẩm thuộc Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng - Trường ðại học Cần Thơ ñã
tận tình giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi ñể em hoàn thành ñược ñề tài luận văn của
mình.
Nhân ñây, ñặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành ñến thầy Lý Nguyễn Bình, thầy ñã
hướng dẫn và chỉ dạy tận tình giúp em hoàn thành ñề tài và tích lũy ñược những vốn kiến
thức hữu ích về chuyên ngành trong suốt thời gian vừa qua.
Em xin gửi lời cảm ơn ñến cán bộ phòng thí nghiệm và tập thể các bạn sinh viên lớp Công
nghệ Thực phẩm K31 ñã nhiệt tình giúp ñỡ, ñóng góp ý kiến và tạo ñiều kiện tốt cho em
trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Cuối lời em xin kính chúc quý Thầy Cô dồi dào sức khỏe. Chúc các bạn sinh viên lớp
Công nghệ Thực phẩm K31 bảo vệ thành công luận văn tốt nghiệp của mình. Xin chân
thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Phạm Thị Thu Vân
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........ .................................................................................................... i
TÓM LƯỢC........... ................................................................................................... ii
MỤC LỤC.............. .................................................................................................. iii
DANH SÁCH BẢNG .................................................................................................v
DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi
DANH SÁCH HÌNH................................................................................................. vi
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU..........................................................................................1
1.1 ðẶT VẤN ðỀ...................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..............................................................................1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................2
2.3.1.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình dịch hóa ...............................13
2.3.2 Quá trình ñường hóa...................................................................................14
2.3.2.1 Cơ sở lý luận .....................................................................................14
2.3.2.2 Những biến ñổi xảy ra trong quá trình ñường hóa............................14
2.3.3 Quá trình lên men rượu...............................................................................14
2.3.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu ................................................14
2.3.3.2 Cơ chế của quá trình lên men............................................................14
2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men....................................15
2.3.3.4 Các sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên men...16
2.4 SẮC TỐ ANTHOCYANIN TRONG RƯỢU VANG NẾP THAN ...............18
2.4.1 Cấu tạo của anthocyanin.............................................................................18
2.4.2 Tính chất của anthocyannin........................................................................19
2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến anthocyanin.....................................................19
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
ñường hóa..................................................................................................................23
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên
men chính và chất lượng rượu sau quá trình lên men...............................................24
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo
quản sản phẩm theo thời gian ở quy mô xưởng thực nghiệm...................................26
CHƯƠNG IV – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................28
4.1 Ảnh hưởng của nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) ñến hàm lượng
ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường trong quá trình ñường hóa...........................28
4.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nấm men ñến thời gian lên men chính và chất lượng rượu
sau quá trình lên men ................................................................................................29
4.3 Một số thay ñổi trong quá trình sản xuất và bảo quản sản phẩm theo thời gian
ở quy mô xưởng thực nghiệm...................................................................................31
CHƯƠNG V – KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ .............................................................37
5.1 Kết luận ...........................................................................................................37
5.2 ðề nghị............................................................................................................37
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................39
PHỤ LỤC............... ................................................................................................. vii
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
vi
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1 Gạo nếp than ...................................................................................................2
Hình 2 Cấu tạo của hạt nếp .........................................................................................3
Hình 3 Công thức cấu tạo của amylose.......................................................................3
Hình 4 Công thức cấu tạo của amylopectin................................................................4
Hình 5 Cơ chế cắt liên kết α-1,4 và α-1,6-glycosid của amylase...............................6
Hình 6 Cơ chế tác ñộng của α-amylase lên tinh bột...................................................8
Hình 7 Nấm men Saccharomyces cerevisiae............................................................10
Hình 8 Công thức cấu tạo của anthocyanidin ...........................................................19
Hình 9 Mẫu phân tích hàm lượng ñường khử và ñộ Brix của dịch ñường sau quá
trình ñường hóa ...... ..................................................................................................28
Hình 10 Mẫu phân tích sản phẩm theo tỉ lệ nấm men...............................................29
Hình 11 Máy nghiền búa... .......................................................................................32
Hình 12 Nếp than ... .......... .......................................................................................32
Hình 13 ðường hóa dịch ñường... ............................................................................32
chạp... và cho ñến nay với sự phát triển không ngừng của xã hội, rượu ñã ñược sử dụng
phổ biến hơn. Trong các buổi tiệc, dù là tiệc vui hay buồn, tiệc lớn hay nhỏ cũng không thể
thiếu ñược loại thức uống này.
Chính vì tính phổ biến ñó của rượu, ngày nay các nhà chế biến ñã tiến hành nghiên cứu và
chế biến ra hàng loạt các mặt hàng rượu với nhiều hương vị khác nhau như ngoài rượu ñế
và các loại rượu có ñộ cồn cao còn có mặt hàng rượu vang, là loại rượu ñược chế biến theo
kiểu lên men và không qua chưng cất. Loại rượu này ñược sản xuất chủ yếu từ trái cây và
ngày nay nó còn ñược sản xuất ra từ các loại ngũ cốc như là gạo nếp. Rượu vang hiện nay
có nhiều mặt hàng khác nhau như: rượu vang nếp than, rượu vang chuối xiêm, rượu vang
nho, rượu vang khóm…Mỗi loại rượu vang thì ñều có hương vị, màu sắc, mùi thơm ñặc
trưng của loại nguyên liệu sản xuất ra nó.
Với ñề tài này, tôi tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất rượu vang nếp than bằng công
nghệ enzyme và nấm men thuần chủng nhằm rút ngắn ñược thời gian chế biến sản phẩm
mà vẫn cho ra loại sản phẩm rượu thơm ngon và thu hút ñược người tiêu dùng bởi chất
lượng của nó, ñồng thời theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm rượu ở
quy mô xưởng thực nghiệm.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
ðề tài ñược thực hiện dựa trên Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ khóa 12-2008 của Nguyễn Thị
Giang Thanh - chuyên ngành Công nghệ Sinh học nhưng nghiên cứu ở quy mô xưởng thực
nghiệm. Do ở quy mô lớn nên sẽ có sự khảo sát lại một số chỉ tiêu trong quá trình sản xuất
và một số thay ñổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản. Mục tiêu nghiên cứu cụ thể của
ñề tài như sau:
- Tối ưu hóa nồng ñộ enzyme glucoamylase (AMG 300L) sử dụng cho quá trình ñường
hóa dịch nếp than
- Tối ưu hóa tỉ lệ nấm men trong quá trình lên men rượu
- Theo dõi một số thay ñổi trong quá trình bảo quản sản phẩm như sự thay ñổi về ñộ rượu,
ñộ trong của sản phẩm, lượng tạp chất sinh ra trong quá trình sản xuất và bảo quản sản
phẩm.
Tuy khác nhau về màu sắc bên ngoài, nhưng thành phần hoá học của các loại nếp than
không khác nhiều. Thành phần hóa học của nếp than cho ở Bảng 1
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
3
Bảng 1 Thành phần hóa học của gạo nếp than
Thành phần Hàm lượng (%)
Nước
Protein
Lipid
Glucid
Acid hữu cơ
Tro
14
8,2
1,5
74,9
0,6
0,8
(Nguyễn Thị Hiền và cộng sự, 2004)
Về cấu tạo của hạt nếp than: nếp than cũng là một trong những loại lúa ñược trồng ở nước
ta, lúa gạo thì có rất nhiều loại nhưng về mặt cấu tạo thì ña số các loại lúa gạo ñiều có cấu
tạo giống nhau và cụ thể như sau
Hình 2 Cấu tạo của hạt nếp
các phân tử glucose còn liên kết với nhau theo liên kết α-1,6-glucosid mỗi nhánh có không
quá 24 gốc glucose. Amylopectin có khối lượng khoảng 2 - 4.10
8
. Do cấu trúc nhánh nên
liên kết rất yếu với iod. Phần liên kết ñược chủ yếu là nhánh ngoài hình thành nên những
chất hấp phụ có màu tím ñỏ.
Amylopectin chỉ tan ñược trong nước ở nhiệt ñộ cao tạo thành dung dịch có ñộ nhớt cao và
rất bền vững. Amylopectin không có khả năng tạo phức với butanol và các chất hữu cơ
khác, không bị hấp thụ trên cellulose.
2.1.2 Enzyme amylase
2.1.2.1 Sơ lược về enzyme amylase
Enzyme amylase là một loại enzyme có giá trị về mặt sinh lý, thương mại và lịch sử còn
ñược gọi là diastase. Enzyme này có cả ở thực vật và ñộng vật. Amylase ñược tinh sạch từ
malt vào năm 1835 bởi Anselme Payen và Jean Persoz. Amylase thuộc nhóm enzyme thuỷ
phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucosid nội phân tử trong các polysaccharide với sự
tham gia của nước. Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose,
maltose và dextrin hạn chế. Amylase của malt thủy phân lúa mạch thành disaccharide làm
cơ chất cho nấm men trong quá trình lên men. Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
5
Amylase phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là một trong những enzyme ñược ứng dụng
rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác ñặc biệt là trong các
ngành công nghệ thực phẩm ñể làm lỏng tinh bột.
2.1.2.2 Tính chất của enzyme amylase
Tinh bột bị thủy phân trong suốt quá trình nẩy mầm của hạt ngũ cốc nhờ vào hoạt ñộng của
các loại enzyme thủy phân mà quan trọng nhất trong số ñó là enzyme amylase. Mặc dù α-
Pullulanase
Dextrin không nhánh
Dextrin + Oligosaccharide
Dextrin
β-amylase
Amyloglucosidasese
Glucose
maltose Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
6
CH
2
OH
H
H
H
H
H
OH
OH
CH
2
OH
H
H
H
H
H
H
H
2
O OH
-
H
+
+
Amylase phân cắt α-1,6-glucosid
Hình 5 Cơ chế cắt liên kết α
αα
α-1,4 và α
αα
α-1,6-glycosid của amylase
2.1.2.4 Cơ chất của amylase
Cơ chất enzyme amylase tác dụng ñó chính là tinh bột và glycogen
+Tinh bột:
Tinh bột là nhóm carbohydrate ở thực vật chủ yếu trong các loại củ (khoai lang, khoai
tây...), các loại ngũ cốc, các loại hạt, và có công thức tổng quát là (C
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
7
Là enzyme có khả năng xúc tác phản ứng phân cắt liên kết α-1,4-glucosid ở dạng cơ chất
nên gọi là endoamylase hay enzyme nội bào. Khi tác dụng lên tinh bột một cách ngẫu
nhiên không theo trật tự nào và giải phóng ra glucose dạng α nên ñược gọi là α-amylase.
Enzyme α-amylase không chỉ có khả năng phân huỷ hồ tinh bột mà còn phân huỷ cả hạt
tinh bột nguyên vẹn chưa xử lý nhưng với tốc ñộ rất chậm.
Sự thuỷ phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai ñoạn. Giai ñoạn ñầu chỉ một số
liên kết trong cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin, ñộ nhớt hồ tinh bột
giảm nhanh (gọi là giai ñoạn dịch hóa cả amylose và amylopectin ñều bị dịch hóa nhanh).
Sau ñó các dextrin này bị thủy phân tiếp tục cho ra các tetra, trimaltose không cho màu với
iod. Các chất này bị thủy phân rất chậm cho tới di và monosaccharide. Dưới tác dụng của
α-amylase, amylose bị phân cắt thành các oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose. Sau ñó
các chất này bị phân cắt nên chuỗi bị ngắt dần và tạo thành maltotetraose, maltotriose,
maltose. Sau thời gian tác dụng dài, sản phẩm của quá trình thuỷ phân amylase là 13%
glucose và 87% maltose.
Tác dụng của α-amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì α-amylase không
phân cắt ñược liên kết α-1,6-glucosid ở mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên dù có
tác dụng lên sản phẩm lâu thì sản phẩm cuối ngoài ñường glucose, maltose còn có các
dextrin phân tử thấp và isomaltose.
Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase tinh bột sẽ chuyển hóa thành maltose, maltosetriose,
maltosetetraose và một số dextrin phân tử thấp (không cho màu với iod). Tuy nhiên thường
α-amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp và maltose.
Các giai ñoạn của quá trình thuỷ phân tinh bột bởi α-amylase
Các giai ñoạn dextrin hoá
Tinh bột dextrin phân tử lượng thấp
Giai ñoạn ñường hoá
Dextrin tetra-và trimaltose di- và monosaccharide
Một số ñặc tính của enzyme α-amylase:
- Enzyme từ các nguồn khác nhau có thành phần acid amin khác nhau
- Enzyme α-amylase có ít methionine và khoảng 7-10 gốc cystine
- Enzyme α-amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu loãng
- Protein của các α-amylase có tinh acid và có tinh chất của globuline
- ðiểm ñẳng diện nằm trong vùng pH 4,2-5,7. Khối lượng phận tử của α-amylase khoảng
45-59 KDa
- Mỗi phân tử α-amylase ñều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1-6
nguyên tử gam/mol. Ca
2+
tham gia vào sự hình thành và ổn ñịnh cấu trúc bậc 3 của enzyme
duy trì hoạt ñộng của enzyme. Do ñó, Ca
2+
còn có vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi
bị tác ñộng bởi các tác nhân gây biến tính và tác ñộng của enzyme phân giải protein. Nếu
phân tử α-amylase bị loại bỏ hết Ca
2+
thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả năng thuỷ phân cơ
chất. α-amylase bền với nhiệt ñộ hơn các amylase khác. ðặc tính này có liên quan ñến hàm
lượng Ca
2+
trong phân tử. Tất cả các amylase ñều bị kìm hãm bởi các kim loại nặng như
Cu
2+
, Ag
+
, Hg
2+
... Chỉ trong trường hợp ứng dụng α-amylase của mầm (malt) mới cần
thêm ion Ca
C)
Liều lượng sử dụng 0,05-0,1%
pH hoạt ñộng là 3,5-7,5
Hoạt ñộng ổn ñịnh trong dung dịch enzyme có 50-70 ppm Ca
2+
Chế phẩm ở dạng lỏng
+ β-amylase (EC 3.2.1.2)
Xúc tác thủy phân liên kết α-1,4-glucosid từ ñầu không khử của mạch polymer, tạo thành
ñường β-maltose. Sự thủy phân sẽ không xảy ra hoàn toàn ñối với amylopectin. Phản ứng
sẽ dừng ở ñiểm phân nhánh.
+ Glucoamylase (EC 3.2.1.3, γ-amylase hay amyloglucosidase)
Glucoamylase có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 lẫn α-1,6-glucosid. Khi thủy phân liên
kết α-1,4-glucosid trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách lần lược từng phân tử
glucose ra khỏi ñầu không khử của mạch ñể tạo glucose. Glucoamylase là ezyme ngoại
bào. Ngoài liên kết α-1,4 và α-1,6-glucosid, glucoamylase còn có khả năng thủy phân các
liên kết α-1,2 và α-1,3-glucosid.
Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen, amylopectin, dextrin,
panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của các amylase
khác. Các polysaccharide có nhánh như amylopectin, glycogen, β-dextrin bị glucoamylase
thủy phân rất nhanh. ða số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng pH 3,5-5,5 và nhiệt
ñộ 50
0
C. Nó bền với acid hơn α-amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone và không
ñược bảo vệ bởi Ca
2+
.
Với ñề tài nghiên cứu này ta sử dụng enzyme glucoamylase dưới dạng chế phẩm enzyme
từ vi sinh vật với tên gọi cụ thể là AMG 300L.
+ Isoamylase (EC 3.2.1.68)
Luận văn tốt nghiệp ðại học khóa 31 Trang
Ngành Công nghệ Thực phẩm
11
Bảng 2 Thành phần hóa học của tế bào nấm men
Thành phần Hàm lượng (%) chất khô
Cacbon 49,8
CaO 12,4
Nitơ 6,7
Hydro 3,54
P
2
O
5
2,34
K
2
O 0,04
SO
3
0,42
MgO 0,38
Fe
2
O
3
0,035
SiO 0,09
(Nguyễn ðức Lượng, 2002)
Saccharomyces cerevisiae có khả năng lên men nhiều loại ñường như: glucose, saccarose,
2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT RƯỢU VANG NẾP THAN
2.2.1 Quy trình sản xuất chung
Pha nước (tỉ lệ 1 nếp: 4 nước)
Gạo nếp than nghiền mịn
Dịch hóa (sử dụng enzyme α-amylase)
ðường hóa (sử dụng enzyme glucoamylase)
lệ 1 nếp: 4 nước ñể hòa tan tinh bột
- Dịch hóa bằng enzyme α-amylase trong 30 phút làm cho dịch cháo loãng ra do tinh bột bị
α-amylase phân cắt thành những dextrin mạch ngắn với tốc ñộ rất nhanh
- Sau ñó tiến hành ñường hóa dịch nếp bằng enzyme glucoamylase trong 30 phút khi ñó
tinh bột trở thành những phân tử glucose và glucose chính là cơ chất nấm men có thể sử
dụng ñể lên men thành rượu
- Sau khi ñường hóa xong lọc bỏ bả nếp, thu dịch trong do bả nếp có nhiều chất xơ sẽ ngăn
cản quá trình lên men của nấm men. Tiếp theo ta ñiều chỉnh ñộ Brix, pH của dung dịch
thích hợp cho lên men (ñộ Bx=22
o
, pH 4,5-5,0) bằng ñường saccharose và acid citric ñể
chuẩn bị cho lên men
- Thanh trùng dịch ñường ở 80-85
0
C trong 30 phút ñể hạn chế những vi sinh vật gây lên
men tạp trong dịch lên men, và sau ñó ñể nhiệt ñộ dịch ñường giảm xuống còn 30-33
0
C ta
tiến hành bổ sung nấm men vào thực hiện quá trình lên men rượu
- Sau khi kết thúc quá trình lên men chính tiến hành chiết rượu và lên men phụ, thời gian
lên men phụ này làm cho sản phẩm ñược ổn ñịnh về ñộ rượu, ñộ trong, mùi vị... ñồng thời
khi có sự bổ sung acid sorbic vào ñể giữ màu của sản phẩm và làm cho sản phẩm ổn ñịnh
và ít bị biến ñổi trong thời gian bảo quản do loại acid này có tính xác trùng mạnh ñối với
nấm men và nấm mốc.
2.3 CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA CHỦ YẾU TRONG SẢN XUẤT RƯỢU
2.3.1 Quá trình dịch hóa
2.3.1.1 Cơ sở lý luận
Tinh bột của các loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, sắn,…có lớp màng bền vững bảo vệ nó
khỏi bị men amylase tác dụng. Mặt khác, ở trạng thái bình thường tinh bột không ở trạng
thái hòa tan nên sự tác dụng của men amylase lên nó rất yếu. Muốn tăng cường quá trình
quá trình lên men.
2.3.3 Quá trình lên men rượu
2.3.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men rượu là một quá trình trao ñổi chất nhờ tác dụng của các enzyme tương ứng gọi là
chất xúc tác sinh học (ñược sinh ra từ sự trao ñổi chất ñể duy trì sự sống của nấm men).
Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác
nhau. Tuy nhiên, có hai hình thức lên men chính: lên men yếm khí và lên men hiếu khí.
- Lên men yếm khí: là sự phân hủy ñường không có sự hiện diện của oxy như quá trình lên
men lactic, len men rượu, butylic…
- Lên men hiếu khí: là sự phân hủy ñường có sự hiện diện của O
2
như quá trình lên men
acid acetic, citric…
Lên men rượu, bia ñều là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men. Nấm men
chuyển hóa ñường thành rượu etylic và CO
2
. Nguời ta còn gọi lên men là quá trình cồn
hóa, rượu hóa. Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kỳ chính:
- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai ñoạn này với sự có mặt của O
2
tế bào nấm men phát
triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng).
- Thời kỳ lên men chuyển ñường thành rượu và CO
2
: giai ñoạn này, nấm men hấp thụ các
chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình ñể thực hiện xúc tác sinh hóa
trong quá trình trao ñổi chất ñể duy trì sự sống tạo thành rượu và CO
2
.
2.3.3.2 Cơ chế của quá trình lên men
2
bám vào xung quanh tế bào nấm men hình thành những bọt khí. Tế bào nấm
men thường dính liền nhau, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên hình thành túi
lớn, ñến lúc nào ñó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm
men sẽ nổi lên trên bề mặt. Khi ñến bề mặt, do có sự thay ñổi ñột ngột sức căng bề mặt nên
chúng bị vỡ ra làm cho khí CO
2
bị phóng thích ra bên ngoài. Lúc này do khối lượng riêng
của nấm men ñủ lớn trở lại nên chúng sẽ bị chìm xuống. Quá trình này diễn ra liên tục nên
tế bào nấm men từ trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái ñộng, làm gia tăng khả năng tiếp
xúc giữa tế bào nấm men và môi trường ñiều này làm cho quá trình trao ñổi chất diễn ra
nhanh hơn, khi ñó sẽ làm tăng nhanh quá trình lên men. Khí CO
2
ức chế quá trình lên men,
nhưng trong quá trình thoát khí CO
2
làm tăng khả năng lên men của nấm men. Kích thước,
vật liệu chế tạo của thiết bị lên men, các chất hòa tan mang ñiện tích, các vật lơ lửng khác
hiện diện trong dịch lên men ñiều ảnh hưởng ñến sự thoát khí CO
2
nên cũng ảnh hưởng
ñến quá trình lên men.
2.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình lên men
: Có năm yếu tố cơ bản ảnh hưởng
ñến quá trình lên men rượu như sau:
+ Nồng ñộ ñường
Nấm men chỉ có khả năng lên men ñường thành rượu trong khoảng nồng ñộ thích hợp từ
10 – 22%, nồng ñộ ñường quá cao sẽ ức chế nấm men và khả năng lên men rượu giảm khi
nồng ñộ ñường 30 – 35%, nồng ñộ ñường thấp quá cũng làm giảm năng lực lên men.
+ Ảnh hưởng của nhiệt ñộ
hợp sử dụng các chất sát trùng. Khi pH 8 thì nấm men phát triển rất kém, ngược lại vi
khuẩn phát triển rất mạnh. Ở pH 3,8 nấm men phát triển mạnh thì hầu như vi khuẩn chưa
phát triển. ðể tạo pH thích hợp trong môi trường nuôi cấy nấm men (kể cả lên men) người
ta có thể bổ sung vào môi trường bất cứ một loại acid nào, miễn là anion của acid không
gây ảnh hưởng mạnh ñến trung tâm hoạt ñộng của nấm men.
+ Ảnh hưởng của nồng ñộ rượu
Nồng ñộ rượu sinh ra có ảnh hưởng ñến tốc ñộ và khả năng phát triển của nấm men. Nồng
ñộ rượu ảnh hưởng ñến tốc ñộ phát triển riêng của nấm men còn phù thuộc vào thời gian,
số lượng tế bào và nguyên liệu chuẩn bị cho môi trường nuôi cấy. Cùng một môi trường
nuôi cấy, số lượng nấm men cho vào bằng nhau, ñiều kiện nuôi cấy giống nhau thì nồng ñộ
rượu ban ñầu 1% chưa có ảnh hưởng ñến tốc ñộ và khả năng phát triển của nấm men, từ 4–
6% ñã có ảnh hưởng xấu.
+ Ảnh hưởng của oxy
Nấm men là loại vi sinh vật kỵ khí không bắt buộc. Trong ñiều kiện không có oxy nấm
men sẽ lên men ñường tạo thành rượu và CO
2
, còn trong ñiều kiện ñầy ñủ oxy nấm men có
khả năng oxy hóa ñường thành rượu và CO
2
và tăng sinh khối. “Hiệu ứng Pastuer” kìm
hãm sự lên men rượu bằng O
2
. Oxy là thành phần không thể thiếu ñược ở giai ñoạn phát
triển sinh khối. Tuy nhiên, nó là nguyên nhân gây hư hỏng cho rượu trong giai ñoạn chế
biến còn lại. Với sự có mặt của O
2
nấm men sẽ lên men không hoàn toàn vì chúng sẽ phát
triển sinh khối.
Trong giai ñoạn bảo quản thì chúng sẽ làm cho sản phẩm có nhiều aldehyt, sản phẩm rất dễ
bị biến màu do các phản ứng oxy hóa, phản ứng hóa nâu gây tối màu cho sản phẩm, làm
Hoặc
CH
2
O(H
2
PO
3
)CHOHCHO + H
2
O = CH
3
CHOHCOOH + H
3
PO
4
Copyright: Tài liệu đại học ©