CHUYÊN ĐỀ LÊN MEN RƯỢU ETHYLIC

CÁC KHÁI NIỆM * Cồn: rượu/nước ≥ 50% * Rượu : rượu/nước ≤ 45% * Lên men cổ điển: sản phẩm tạo ra có phân tử lượng nhỏ hơn chất ban đầu rượu bia, axit hữu cơ có thể thay thế công nghệ này

TRƯỜNG ĐHSP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA: SƯ PHẠM SINH

CHUYÊN ĐỀ:

GV HD: Trần Thanh Thủy

SV thực hiện : (lớp chuyên tu Bình Dương)

Hoàng Thị Hoài

Trong thời gian 3 tuần thực hiện tiểu luận nhóm chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình từ cô giáo hướng dẫn bộ môn vi sinh vật học cùng các thấy cô ở trong lớp nhóm chúng tôi chân thành cảm ơn đến:

- Cô Trần Thanh Thủy

- Toàn thể các bạn học viên trong lớp

Trong quá trình làm tiểu luận nhóm chúng tôi không thể tránh khỏi những sai lầm thiếu sót Rất mong được sự thông cảm và góp ý chân thành của

cô cũng như các bạn học viên trong lớp để chúng tôi

có thể hoàn thành tốt hơn các bài tiểu luận sau này Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU trang 3 PHẦN II: NỘI DUNG

I- Các khái niệm trang 4 II- các vi sinh vật tham gia trang 4

1 Nấm men thuộc chi trang 4

2 Nấm mốc trang 4

3 Vi khuẩn trang 5 III- Tiêu chuẩn chọn giống nấm men trang 5 IV- Điều kiện của quá trình trang 5 V- Cơ chế lên men trang 5 VI- Hiệu quả năng lượng trang 7 VII- Ứng dụng trang 7

1 Sản xuất công nghệp rượu ethylic trang 7

2 Sản xuất bia trang 7

3 Nấm men rượu làm nở bột mì trang 8

4 Sản xuất sinh khối nấm men,

sản xuất protein đơn bào trang 8

5 Sử dụng nấm men trong sản xuất

vitamin và enzyme trang 9

6 Nấm men được dùng trong công nghiệp AND trang 9

7 Sản xuất các sản phẩm truyền thống: trang 9

8 Trong y tế trang 10 PHẦN III: KẾT LUẬN trang 11 TÀI LIỆU THAM KHẢO trang 12

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Trong những buổi sum họp gia đình, gặp gỡ bạn bè, liên hoan sinh nhật, cưới hỏi…không thể vui được nếu như không có ly rượu, cốc bia chúc mừng

và bia, rượu đã trở thành nước uống quen thuộc không chỉ ở Việt Nam mà trên toàn thế giới

Hiện nay ở Việt Nam có nhiều loại bia, rượu mang hương vị đặc trưng cho từng địa phương, từng vùng Nói đến rượu vang người ta sẽ nghĩ tới Đà Lạt mộng mơ, nói tới rượu đế là nghĩ tới Miền Trung yêu dấu, nói tới bia chúng ta

sẽ nghĩ tới Hà Nội Sài Gòn… Những loại rượu, bia bán trên thị trường đều là ứng dụng của quá trình lên men rượu ethylic

Vậy thực chất của quá trình lên men rượu là gì? Có những vi sinh vật nào tham gia? Cơ chế của lên men rượu thế nào? lên men rượu được ứng dụng trong những lĩnh vực nào? Chắc hẳn chúng ta chưa hiểu rõ đúng không nào? Với những thắc mắc trên đã thôi thúc nhóm chúng tôi nghiên cứu, tìm hiểu và kết hợp với kiến thức nhóm chúng tôi học được qua môn vi sinh vật học nhóm chúng tôi quyết định chọn “ Lên men rượu ethylic” làm tiểu luận cho nhóm mình Sau đây là toàn bộ nội dung chúng tôi xin được giới thiệu để cô và các bạn cùng tham khảo

PHẦN II: NỘI DUNG

LÊN MEN RƯỢU ETHYLIC

I CÁC KHÁI NIỆM

* Cồn: rượu/nước ≥ 50%

* Rượu : rượu/nước ≤ 45%

* Lên men cổ điển: sản phẩm tạo ra có phân tử lượng nhỏ hơn chất ban đầu( rượu bia, axit hữu cơ) có thể thay thế công nghệ này bằng quá trình hóa học

* Lên men hiện đại: tạo ra sản phẩm khác xa nhiên liệu ban đầu( kháng sinh, enzim, vitamin) Không thể thay thế công nghệ này bằng công nghệ hóa học

* Lên men rượu là quá trình phân giải đường thành rượu ethylic và CO2 có sự tham gia của nấm men và một số vi sinh vật khác trong điều kiện kị khí

* “Lên men là sự sống không cần oxy phân tử: - Luispaster

II CÁC VI SINH VẬT THAM GIA

1 Nấm men thuộc chi Saccharomyces

- Hình ô van

- Kích thước: 3-10x2-12 micromet

- Sinh sản: vô tính và hữu tính

- Sống kị khí không bắt buộc

- Lên mèn chiều loại đường khác nhau

* một số loài nấm men thuộc chi

Saccharomyces: S.ellipsoides( sản xuất

vang nho), S carlsbergensis( lên men nổi,

sản xuất bia vàng)

2 Nấm mốc

Vai trò: sử dụng enzim nấm mốc biến

nguyên liệu khác thành đường( tinh bột)

Tinh bột  đường phải nấu chín nhờ

enzim amilaza

3 Vi khuẩn

* Zymomonasmobilis: lên men lien

tục tạo rượu kém, không ổn định

* Vi khuẩn lactic: tích tụ nito cho

nấm men, tạo pH thích hợp cho quá

trình lên men(pH = 4.5-5)

III TIÊU CHUẨN CHỌN GIỐNG NẤM MEN SACCHAROMYCES

• Đặc điểm tốt:

- Có khả năng tiết hệ enzim Zymaza( 50 loại) để lên men nhanh chóng và hoàn toàn

- Chịu được nồng độ rượu cao, đường cao, pH thấp để ức chế các vi khuẩn Tạp nhiễm xâm nhập qúa trình lên men

- Có sức phát triển mạnh trong môi trường lên men

- Thích nghi với nhiệt độ tương đối cao

- Ít đòi hỏi các yếu tố dinh dưỡng

IV ĐIỀU KIỆN CỦA QUÁ TRÌNH

- Các nấm men chỉ lên men đường mono hoặc disaccharit

- Nồng độ đường thích hợp cho úa trình lên men là 10-15%

- pH = 4 - 4.5

- Nhiệt độ: 28 -300C

- Lên men trong điều kiện kị khí

V CƠ CHẾ LEN MEN RƯỢU

Phương trình tóm tắt của quá trình lên men rượu:

C 6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH+2CO 2 + 113.4 KJ

Thực chất qúa trình lên men diễn ra gồm hơn 10 phản úng khác nhau và chia thành 3 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Đường phân biến glucozo  Axit pyruvic

• Giai đoạn 2: Axit pyruvic  axetandehyt

• Giai đoạn 3: Axetandehyt  rượu ethylic

Vk lactic

1 Do xúc tác của glucokinaza

C6H12O6  CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO+ADP

2 Dưới tác dụng của enzyme đồng phân gluco phosphate – izomeraza:

CH2O(H2PO3)(CHOH)4CHO  CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH

3 Dưới tác dụng của phosphofructokinaza:

CH2O(H2PO3)(CHOH)3COCH2OH+ATP 

CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2OH(H3PO4) + ADP

4 Được xúc tác bởi aldolaza.

CH2O(H2PO3)CO(CHOH)3CH2OH(H3PO4)  CH2O(H2PO3)COCH2OH +

H2O(H2PO3)CHOHCHO

5 Dưới tác dụng của enzyme triphosphate – izomeraza:

CH2O(H2PO3)CHOHCHO  CH2O(H2PO3)COCH2OH

6 Nhờ xúc tác của enzyme triphosphatedehydronaza – coenzyme của nó là NAD

2CH2O(H2PO3)CHOHCHO + 2H3PO4 + 2NAD 

2CH2O(H2PO3)CHOHCOO~H3PO3 + 2NAD.H2

7 Với sự tham gia của phosphoglyceratkinaza

2CH2O(H2PO3)CHOHCOO~H3PO3 + 2ADP  2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH + 2ATP

8 Dưới tác dụng của enzyme acide 2-phosphoglyceromutaza

2CH2O(H2PO3)CHOHCOOH  2CH2OHCHO(H2PO3)COOH

9 Dưới tác dụng của enolaza

2CH2OHCHO(H2PO3)COOH  2CH2CO(H2PO3)COOH + 2H2O

10 Do enzyme pyrovatkinaza

2CH2=CO~(H2PO3)COOH + 2ADP  2CH3CO-COOH + 2ATP

11 Tới đây, acide pyrovic bị decarrboxyl để tạo thành aldehyt acetic

VI HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG

C 6 H 12 O 6  2C 2 H 5 OH+2CO 2 + 113.4 KJ

Hiệu quả thấp: 2 ATP/glucozo

Hô hấp hiếu khí: 38 ATP/glucozo

Hô hấp kị khí: < 38ATP/glucozo

VII ỨNG DỤNG

1 Sản xuất công nghệp rượu ethylic

80% ethanol trên thế giới bằng con đường lên men, phần rượu ethylic còn lại được tổng hợp từ ethylene tổng hợp hóa học do công nfhieepj dầu mỏ

Trong công nghệ sinh học sản xuất ethanol người ta dung các loài Saccharomyces khác nhau

Rượu ethulic là một dung môi rất phổ biến,

người ta sử dụng rượu trong công nghiệp

chế biến cao su nhân tạo este, … Rượu lúa

mới của Việt Nam đa được huy chương

vàng tại hội chợ quốc tế, từ rượu cao độ

người ta pha thành các loại rượu mùi

Rượu vang là loại rượu lên men dịch quả

khôn qua chưng cất hiện nay nước ta đang

nghiên cứu chế tạo vang điều, vang vải …

Bia là một loại nước giải khát lên men rượu nhẹ không chưng cất gồm: 92% nước, 2-9% rượu ethylic và các loại đường sót, rất nhiều vitamin B, nên là loauj rất được ưa chuộng ở nhiều nước hiện nay nước ta mỗi năm sản xuất khoảng 100 tỉ lít bia

Bốn nguyên liệu cơ bản quyết định chất lượng bia:

+ Lúa mạch mọc mầm

Hoa Houblon

Nấm men\

Nước

Quá trình làm bia gồm 2 công đoạn chủ yếu

- Nấu malt

- Lên men, nhào trộn, ủ chin

Sơ đồ quy trình sản xuất bia

Nguyên liệu: Malt Hoa Houblon, Nước (70%malt + 30% gạo)

Đường hóa (nồng độ đường đạt 110Bx hay 10%)

Thanh trùng ở 115 oC trong 30 phút Lên men chính (cấy nấm men) Lên men phụ, ủ chin bia Thành phẩm

3 Nấm men rượu làm nở bột mì

Hàng năm trên thế giới sản xuất và tiêu thụ

khoảng 1,7 triệu tấn nấm men làm nở bột mì

được tiến hành trong điều kiện không khí ở

các bình nuôi cấy kiên tục cới một thanh trùng

lên men 100m3 có thể thu được 5 tấn nấm men

làm nở bột mì sau 20h

Thông gió tốt thì có thể sinh ra 100g sinh khối

nấm men + 140,14g CO2 + 78,12g H2O chính

các ổ CO2 sẽ nở ra khi nướng bánh làm cho

bánh xốp

Giống nấm men làm nở bột mì là S.cerevisiae

phải đạt những tiêu chuẩn sau: Dễ khuếch tán vào nước, có đặc tính sinh hóa

ổn định và độ bền vững tốt, khả năng sinh sản nhanh, năng suất lên men cao, hàm lượng chất dinh dưỡng dễ hấp thụ cao

4 Sản xuất sinh khối nấm men, sản xuất protein đơn bào

Nấm men có nhiều ueue điểm so với các vi sinh vật khác để tạo sinh khối sinh trưởng và phát triển nhanh, lên men nhanh, tận dụng phế liệu rẻ tiền, có thành phần dinh dưỡng hết sức quý giá đối với con người và vật nuôi

Từ Saccharomyces cerevisiae tái tổ hợp người ta đã chiết được các nhân tố hooc môn sinh trưởng của bò, kháng nguyên Heapatir B, …

Để tổng hợp protein từ nấm men có thể sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác nhau, như nguồn cacbon: Rỉ đường, bột ngũ cốc, nước thải của nhà máy, …

5 Sử dụng nấm men trong sản xuất vitamin và enzym

Vitamin từ nấm men được sản xuất dưới hai dạng”

Dạng thô: như thức ăn cho người và vật nuôi, trong

bã lên men

Dạng tinh khiết bằng nhiều cách tùy theo công

nghệ của từng nước

Ngày nay, nhiều enzym đã sản xuất được từ nấm

men bằn g con đường công nghệ sinh học và trở

thành hàng hóa bán trên thị trường thế giới trong

các loại enzym được bán trên thị trường thế giới,

thì proteaza chiếm 59%; Glucanaza chiếm 28%;

Lipaza chiếm 3% và 10% thuộc các enzyme khác

nhau

6 Nấm men được dùng trong công nghiệp AND

Trong công nghệ AND người ta có thể chuyển một đoạn gen từ tế bào cho sang

tế bào nhận trước khi chuyển người ta có thể dùng kĩ thuật PCR để nhân nhanh các đoạn AND cần chuyển Tùy thuộc và kích thước và tính chất của vật cho và vật nhận, mục đích của công nghệ mà người ta chọn loại vec tơ có thể Plasmid, phage, cosmide, YAC … Ở S.cerevisiae và nhiệu loại nấm men khác người ta tìm thấy các plasmid, các nhiễm sắc thể nhân tạo YAC

7 Sản xuất các sản phẩm truyền thống:

a Rượu nếp than

Sản phẩm rượu của Việt Nam được sản

xuất bằng phương pháp thủ công từ

nguyên liệu là nếp than

Rượu nếp than không qua chưng cất,

điểm đặc biệt là sản phẩm cuối gồm dịch

lên men lẫn bã lên men được làm nhuyễn

Thành phần của rượu ngoài một lượng

đường và rượu nhất định còn có một số

chất không có ở rượu chưng cất như

Gạo nếp vo sạch, ngâm 3-4 giờ,để ráo, nấu chín để nguội

Bổ sung bánh men tỉ lệ 2-3%, trộn đều và cho vào hũ hay vại

Trong lên men rượu nếp than, với độ cồn thấp 7-10%, ethanol dễ dàng bị oxy

Vì thế sau khi lên men phải bổ sung một lượng rượu tinh khiết, nâng cao nồng

độ rượu, tránh oxy hóa rượu làm giảm chất lượng

Sản phẩm cuối cùng có thể ở 2 dạng:

Dạng đục: sau khi lên men đem cả khối lên men xay nhuyễn, bổ sung rượu

và ủ

Dạng trong: sau khi lên men, xay nhuyễn xác bã, bổ sung rượu Sau đó đem lọc

và thu phần dịch trong đem ủ

Rượu được ủ nơi có nhiệt độ ổn định và mát ít nhất 6 tháng trước khi sử dụng

b Rượu cần

Rượu cần là thức uống độc đáo mang

đậm bản sắc của người dân tộc miền

núi

Lên men theo phương pháp cổ truyền

không qua chưng cất, không qua hãm

cồn và không sử dụng bã rượu, chỉ sử

dụng dịch lên men

Rượu có mùi thơm dịu đặc trưng, vị

ngọt, không cay, không đắng

Trong sản xuất rượu cần, người ta dùng vi sinh tự nhiên từ bánh men lá Nguyên liệu làm bánh men: Gạo và các loại cây lá đặc trưng ở mỗi dân tộc như cây đòng và cây me kà zút (dân tộc K’Ho) hay cây “Bơ hinh ho", "khi mắc cái", củ riềng, lá trầu không, quả ớt (dân tộc Thái); vỏ, lá cây Blakda (dân tộc Banna)…Các loại lá cây này có tính kháng khuẩn, chứa tinh dầu tao hương vị cho rượu

Ché làm rượu rửa sạch, tráng nước sôi, phơi khô

Gạo, bắp mới giã, nấu vừa chín, để nguội và trộn thêm với trấu

Trộn bánh men lá vào hỗn hợp cơm - trấu còn ấm theo tỉ lệ 3 bánh men/5kg

nguyên liệu bọc lá chuối sạch hoặc cho vào gùi (dưới đáy gùi phải lót sẵn trấu),

ủ một đêm gia tăng sinh khối của vi sinh vật trong men

Lựa lá trấu lớn lót bên trong đáy ché, để cơm

đã ủ men lên đến cách miệng ché khoảng 10

phân thì ủ một lớp trấu dày

Nhồi tro với nước bịt miệng ché rượu.

Sau khoảng 1 tháng rượu dùng được, có mùi

thơm nhẹ, vị ngọt đậm, mùi thơm rượu có sự

hài hòa giữa các thành phần acid hữu cơ, cồn,

đường và hương thơm Nồng độ cồn trong rượu

cần tương đương hay cao hơn 1-2% so với độ

cồn của bia

Ngày nay, men lá không dễ tìm, chất lượng

rượu không ổn định, do đó người dân bản xứ đã sử dụng bánh men Trung Quốc hay bánh men sản xuất trong nước

8 Trong y tế

- Cồn khử trùng

- Sinh khối nấm men sản xuất dịch truyền

PHẦN III: KẾT LUẬN

Như vậy có thể nói rằng lên men rượu ethylic là quá trình lên men phức tạp phân giải đường thành rượu ethylic và CO2 có sự tham gia của nấm men và một số vi sinh vật khác trong điều kiện kị khí Đây là quá trình lên men quan trọng và rất phổ biến được con người ứng dụng trong cuộc sống và trong nhiều lĩnh vực nhằm cải thiện cuộc sống gia đình và phát triển kinh tế đất nước

Tác nhân không thể thiếu của lên men rượu là các loài nấm men nó được xem như “chiếc máy cày của công nghệ sinh học” được sử dụng để sản xuất protein, enzim, vitamin, và góp phần không nhỏ trong y học…

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Giáo trình:

1.Cơ sở sinh học vi sinh vật của nguyễn thành đạt

2 vi sinh học của nhà xuất bản giáo dục

Trang web:

http://www.google.com.vn/

http://www.khoahoc