CÁC LOẠI nấm MEN THƯỜNG có TRÊN NHO và VAI TRÒ của CHÚNG TRONG sản XUẤT rượu VANG

MỤC LỤCDANH SÁCH NHÓM 13Lời mở đầu4I. Tổng quan:4II. Nội dung:4II.1. Giới thiệu:4II.1.1. Rượu vang5II.1.2. Nho8II.1.3. Hệ vi sinh trên nho10II.1.4. Nấm men11II.2 Một số loại nấm men thường gặp trên nho và vai trò của chúng14II.2.1. Saccharomyces cerevisiae14II.2.2. Saccharomyces uvarum17II.2.3. Saccharomyces chelavieri18II.2.4. Saccharomyces oviformics19II.2.5. Hanseniaspora apiculate – Kloeckera apiculata20II.3 Yêu cầu đối với nấm men trong sản xuất rượu vang nho20IV. Kết luận21Danh mục tài liệu tham khảo21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CHỦ ĐỀ :

CÁC LOẠI NẤM MEN THƯỜNG CÓ TRÊN NHO

VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRONG SẢN XUẤT

RƯỢU VANG

Nha Trang, ngày tháng năm 2017

MỤC LỤC

Lời mở đầu

Rượu vang là một loại rượu nhẹ được lên men từ dịch ép trái cây, là một thức uống có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị thơm ngon và có lợi cho sức khỏe con người khi dùng một cách điều độ Trên thế giới, nhất là ở các nước Châu Âu, rượu vang đã có từ lâu đời và được dùng rất phổ biến Nhưng

ở nước ta, sản phẩm rượu vang vẫn chưa được quan tâm nhiều, qui mô sản xuất chủ yếu dưới dạng thủ công, lên men tự nhiên chưa có cơ sở khoa học cũng như phương pháp hợp lí dẫn đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm chưa cao Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ sản xuất rượu bia cũng đã có sự phát triển mạnh mẽ Trong quá trình sản xuất rượu truyền thống, rượu nho được lên men tự nhiên do nhiều chúng nấm men có sẳn trên trái nho Có nhiều loài nấm men có sẵn trên nho, bài báo cáo này sẽ

đi tìm hiểu các loài nấm men có trên quả nho và vai trò của chúng đối với quá trình lên men rượu vang nho

I Tổng quan:

Rượu vang là một loại đồ uống có cồn, được lên men từ nguyên liệu trái cây (nhất là nho), không qua chưng cất

Nấm men là tên chung chỉ nhóm nấm men có cấu tạo và sinh sản bằng cách nảy chồi và phân cắt Chúng phân bố rộng rãi khắp nơi Đặc biệt chúng

có mặt nhiều ở đất trồng nho và các nơi trồng hoa quả Ngoài ra, chúng còn

có mặt trên trái cây chín, trong nhụy hoa, trong không khí và cả nơi sản xuất rượu vang Nấm men là tác nhân chính của quá trình lên men rượu Nấm men

có vai trò quan trọng trong sản xuất rượu vang nho Đây là tác nhân chính trong quá trình lên men rượu

II Nội dung:

II.1 Giới thiệu:

II.1.1 Rượu vang

Rượu vang đã được xuất hiện cách đây từ rất lâu khoảng 3000 năm TCN Khi xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu về rượu vang ngày càng được tăng cao Trên thế giới hiện nay có hàng trăm loại rượu vang khác nhau, công nghiệp chế biến rượu vang cũng phát triển mạnh

Rượu vang (từ tiếng Pháp: vin) là một loại thức uống có cồn được lên men từ nước nho hoặc các hoa quả khác Sự cân bằng hóa học tự nhiên nho cho phép nho lên men không cần thêm các loại đường, axit, enzym, nước hoặc chất dinh dưỡng khác Men tiêu thụ đường trong nho và chuyển đổi chúng thành rượu và carbon dioxit Giống nho khác nhau và chủng nấm men khác nhau tạo thành các dạng khác nhau của rượu vang Các dạng rượu vang nổi tiếng là kết quả của sự tương tác rất phức tạp giữa phát triển sinh hóa của hoa quả, các phản ứng liên quan đến quá trình lên men, cùng với sự can thiệp của con người trong quá trình tổng thể

Rượu vang là loại đồ uống có cồn, được sản xuất từ quá trình lên men dịch quả nói chung mà phổ biến nhất là nho Do nho là loại quả có thành phần hóa học thích hợp cho nấm men phát triển và hương thơm đặc trưng đáp ứng cho yêu cầu sản xuất rượu vang chất lượng cao

 Phân loại rượu vang:

 Phân loại theo độ ngọt:

+ Rượu vang khô (dry wine)

+ Rượu vang bán ngọt (semi-dry wine)

+ Rượu vang ngọt (sweet wine)

 Phân loại theo quá trình lên men:

+ Rượu vang tự nhiên (Natural wine)

+ Rượu vang cao độ (Fortified wine)

Hầm rượu vang tại Moldova

 Phân loại theo lượng CO2:

+ Rượu vang không có gas (table wine)

+ Rượu vang có gas (sparkling wine): 2 loại

• Rượu vang có gas tự nhiên: Champagne

• Rượu vang có gas nhân tạo: Carbonated wine

 Phân loại theo màu:

+ Rượu vang trắng (White wine): Chablis, Chardonnay, Pinot Blanc, Rhine wine, Riesling

+ Rượu vang hồng (Rose wine): Rose, Vonorosso

+ Rượu vang đỏ (Red wine): Barbera, Cabernet Sauvignon, Claret, Carnelian, Gamay, George

 Phân loại theo nơi sản xuất:

+ Phân loại theo quốc gia: Rượu vang Pháp, rượu vang Úc, rượu vang Tây Ban Nha

+ Phân loại theo vùng: Bordeaux, Burgandy, California, Chablis

Thành phần của rượu vang:

Các thành phần trong rượu tạo nên vị của rượu vang:

- Acid hữu cơ: 4-5g/l, pH: 2,9-3,9

- Ethanol: 7-18%, làm rượu có mùi thơm, vị hơi ngọt, nồng, kích thích trạng thái “say”

- Đường: chủ yếu là glucose, fructose 1 phần nhỏ saccharose còn lại sau lên men Vang đỏ: 2-3g đường tổng số/l, vang trắng 70-80g/l

- Tro và các chất muối hàm lượng tro 1,5-3g/l, các chất khoáng: P, S, K, Na,

Ca, Mg, Si, Fe,

- Vitamin: B, C, A, các chất tiền vitamin A

- Polyphenol: tùy thuộc vào từng loại vang, bao gồm flavonol, antoxian, tanin

Tác dụng của rượu vang:

Rượu vang không chỉ có vai trò làm nền trong các bữa tiệc hay làm cho món ăn ngon hơn mà còn có lợi cho sức khỏe Uống rượu vang giúp quá trình tiêu hóa, chống đầy hơi, đặc biệt rất tốt cho những người nghiện thuốc lá Nồng độ cồn trong rượu vang chỉ từ 11-14%, thấp hơn khoảng 4-5 lần rượu mạnh Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe nếu uống điều độ khoảng 100-200ml/ngày

- Cải thiện tiêu hóa

- Giúp giữ gìn tuổi trẻ

- Là chất chống oxy hóa mạnh mẽ

- Giúp ngăn ngừa các cục máu đông cũng như sự tích tụ cholesterol trong động mạch, nhờ đó làm giảm nguy cơ đột quỵ

II.1.2 Nho

Nho là nguyên liệu truyền thống rất được ưa thích trong sản xuất rượu vang Nho được trồng nhiều ở các nước châu Âu nhất là Pháp, Ý, Bồ Đào Nha, Nga Ở nước ta, nho trồng được từ

Bắc tới Nam Ở miền Bắc trồng lẻ tẻ,

năng suất và chất lượng kém Vùng nho

tập trung nổi tiếng ở Phan Rang (Ninh

Thuận) với diện tích 2.000 ha, ngoài ra

có trồng khá phổ biến ở Bắc Bình Thuận

và Nam Khánh Hòa

Trên quả nho có nhiều loại nấm men có mặt một cách tự nhiên, là nhân

tố chính tham gia vào quá trình sản xuất rượu vang nho lên men truyền thống

Quả nho ép được 85-95% dịch quả Nước nho lên men tạo ra một loại rượu vang có giá trị dinh dưỡng cao, hương vị đặc trưng, thơm ngon, có màu sắc đẹp

Thành phần hóa học trung bình trong nho:

Nước: 70-80%

Đường: 10-25% (chủ yếu là glucose, fructose và saccharose) Acid hữu cơ : 0,5-1,7% (chủ yếu là acid malic và factoric)

Protein : 0,1-0,9%

Pectin : 0,1-0,3%

Khoáng : 0,1-0,5%

Vitamin : C, B1, B2, PP

Các hợp chất màu : màu chính là anthocyanyl

Các hợp chất thơm và một số chất khác

Thông tin dinh dưỡng

Giá trị dinh dưỡng trong 100g nho

Calo (kcal) 66

Cholesterol 0 mg

Cacbohydrat 17 g

Chất xơ 0,9 g

Protein 0,6 g

Nho là loại quả lý tưởng nhất để lên men chế biến rượu vang vì:

+ Quả nho có chất lượng, giá trị dinh dưỡng cao, tạo hương vị đậm đà, đặc trưng

+ Thành phần hóa học trong nho thích hợp cho nấm men phát triển + Tỷ lệ dịch nước ép được cao

II.1.3 Hệ vi sinh trên nho

Hệ vi sinh vật trong lên men rượu

vang thường rất phức tạp và không đồng

nhất trong các giai đoạn của quá trình lên

men

Trong nho tươi thường có những vi sinh vật khác nhau từ môi trường xung quanh, chủ yếu ở vỏ quả, thân, cuống Phần lớn trong phức hệ này là nám mốc (76-90%), nấm men (9-22%), số còn lại chiếm tỷ lệ thấp à vi khuẩn

không sinh bào tử và có bào tử, xạ khuẩn và Micobacter.

Độ acid của nước nho khá cao (pH=2,7 – 3,8) không thích hợp có vi sinh vật phát triển

Ở môi trường có độ chua lớn thường chỉ thích hợp cho nấm mốc và nấm men Nấm men trong nước quả tươi thường ít hơn nấm mốc nhưng nấm men lại có khả năng phat triển và tăng sinh khối nhanh trong điều kiện thiếu oxy hoặc kỵ khí, đồng thwoif lên men tích tụ cồn Điều kiện kỵ khí và dung dịch có cồn làm ức chế nấm mốc Chính trong điều kiện này nấm men đã cạnh tranh và phát triển chiếm ưu thế trong quá trình lên men tự nhiên

Các loài nấm men cũng cạnh tranh nhau, chỉ có các loài có khả năng chuyển hóa đường nhanh tạo độ cồn cao mới có khả năng chiếm ưu thế trong giai đoạn lên men chính và lên men phụ

Các công trình nghiên cứu đều xác định rằng, hệ nấm men trong giai đoạn đầu của quá trình lên men là kloeckera – nấm men có hình dạng chùy, chiếm phần lớn và hoạt động tích tụ được 2-4o cồn rồi ngừng hoạt động và

chết dần, sau đó nấm men rượu vang thực thụ (Saccharomyces cerevisiae và

Saccharomyces oviformics) phát triển và đóng vai trò chủ yếu trong lên men

chính và lên men phụ

Những VSV chính có trong hay trên bề mặt quả nho:

• Nấm men: chủ yếu là Kloeckera/Hanseniaspora, một lượng ít Candida, Metchnikowia, Cryptococcus, Pichia, Kluyveromyces và một lượng nhỏ Saccharomyces cerevisiae…

• Vi khuẩn Lactic: Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus

• Vi khuẩn sinh Acid acetic: Gluconobacter, Acetobacter

• Nấm mốc: Botrytis, Penicillium, Aspergillus, Mucor, Rhizopus, Alternaria, Ucinula và Cladosporium

Cả nấm men và vi khuẩn có thể đóng vai trò tiêu cực và tích cực trong quá trình lên men

II.1.4 Nấm men

Nấm men là vi sinh vật quan trọng, kiểm soát quá trình lên men cồn trong sản xuất rượu vang Nấm men trong quá trình lên men rượu vang có thể có từ

3 nguồn gốc khác nhau: bề mặt trái nho, bề mặt thiết bị và từ canh trường được cấy vào Thành phần và chất lượng của rượu vang có liên quan chặt chẽ đến nấm men Trong quá trình lên men, bên cạnh các sản phẩm chính là

etanol và CO2, nấm men tạo thành nhiều sản phẩm phụ, ví dụ như glycerol,

acid acetic, acid succinic, và đặc biệt là các hợp chất hương, góp phần đáng

kể vào chất lượng của rượu vang

 Phân loại nấm men

Nấm men có thể được phân thành 2 nhóm:

Thứ nhất là những loài nấm men không thuộc giống Saccharomyces (non-Saccharomyces, viết tắt là NS), thường xuất hiện trên bề mặt trái nho

cùng với nhiều vi sinh vật khác Hầu hết các loài NS không có khả năng tồn tại khi nồng độ cồn cao hơn 6% v/v Trước đây nấm men NS được xem là các

vi sinh vật gây hư hỏng Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng, một số loài nấm men NS có lợi cho chất lượng rượu vang, giúp tăng cường hương vị cho rượu vang

Nhóm khác góp phần vào hương vị của rượu vang, cũng là nhân tố

chính của quá trình lên men rượu là các loài thuộc giống Saccharomyces

Saccharomyces có khả năng chịu đựng sự thay đổi của điều kiện môi trường

với nồng độ etanol và acid hữu cơ tăng và sự cạn kiệt chất dinh dưỡng Do vậy, mặc dù có nhiều giống loài nấm men khác nhau trong dịch nho nhưng

giống Sacchromyces, đặc biệt là loài Sacchromyces cerevisiae mới là loài

đảm nhiệm việc thực hiện các quá trình chuyển hóa sinh học quan trọng trong

lên men vang Do đó, Saccharomyces cerevisiae được gọi là “nấm men vang”

Trong điều kiện yếm khí, nấm men chuyển hoá đường thành etanol và CO2 Dựa vào các đặc tính quá trình lên men mà nấm men được chia làm hai loại chính : nấm men nổi và nấm men chìm

-Nấm men nổi : gây ra sự lên men nổi ở nhiệt độ cao từ 20 =>280C Quá trình lên men nhanh tạo thành nhiều bọt Nấm men nổi trên bề mặt 3 hoặc lơ lững trong dịch lên men và chỉ lắng xuống bình thành một lớp xốp khi lên men kết thúc

-Nấm men chìm : Gây ra sự len men chậm , lặng lẽ ở nhiệt độ tương đối thấp từ 5 => 100C Trong quá trình lên men , nấm men nằm dưới đáy bình, có khả năng lên men đường rafinoraza

Quá trình trao đổi chất của nấm men xảy ra dưới tác dụng của các enzim nội bào và ngoại bào Nước trong môi trường lên men giúp chất dinh dưỡng đi vào trong tế bào và thải các sản phẩm trao đổi chất ra môi trường, màng tế bào nấm men có tác dụng như màng bán thấm sinh học, thu nhận đường và chất dinh dưỡng Etanol và CO2 hình thành sẽ đi ra khỏi tế bào và tích tụ trong môi trường Việc di chuyển CO2 trong môi trường giúp tế bào nấm men trao đổi chất nhanh hơn thúc đẩy quá trình lên men triệt để hơn

Các đặc tính mong muốn của nấm men vang:

Đặc tính lên men

- Thích nghi với quá trình lên men nhanh

- Tốc độ sử dụng cơ chất và tốc độ hình thành sản phẩm cao

- Khả năng chịu cồn cao

- Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao

- Sinh khối tạo thành vừa phải

Đặc tính công nghệ

- Tính ổn định cao về mặt di truyền

- Khả năng chịu sulphite cao

- Ít liên kết với sulphite

- Ít tạo bọt

- Có khả năng kết bông

- Kết lắng cặn nhanh

- Nhu cầu nito thấp

Các tính chất về hương vị

- Tạo thành ít sulphit/DMS/thiol

- Tạo thành ít acid dễ bay hơi

- Tạo thành ít rượu bậc cao

- Giải phóng ra các tiền chất hương glycosylate

- Hoạt tính esterase thấp

Các đặc tính trao đổi chất có liên quan đến sức khỏe con người

- Tạo thành ít sulphite

- Tạo thành ít biogenic amine

- Tạo thành ít ethyl carbamate (urea)

Nấm men sử dụng trong sản xuất rượu vang cần đảm bảo một số yêu cầu sau: Lên men cồn đạt hiệu suất cao Khả năng lắng nhanh Chịu được nhiệt độ thấp Chịu được acid thấp Có khả năng tạo hương

Nhìn chung, nấm men dùng trong sản xuất rượu vang cũng giống như nấm men dùng trong sản xuất bia, có khác là nó cần có khả năng tạo hương

Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men được dùng nhiều trong sản xuất

ethanol

II.2 Một số loại nấm men thường gặp trên nho và vai trò của chúng

II.2.1 Saccharomyces cerevisiae

Đây là tên hiện dùng phổ biến, trước đây thường gọi là Saccharomyces

cerevisiae meyer hay S.ellipsoideus theo Lodder là Saccharomyces vini Nấm

men này phổ biến trong qúa trình lên men nước quả chiếm tới 80% tổng số

Saccharomyces có trong nước quả khi lên men Khả năng kết lắng của nó phụ

thuộc vào từng nòi: các tế bào dạng bụi hoặc dạng bông Nguồn dinh dưỡng cacbon của loại này là đường, cồn, acid hữu cơ và những tác nhân sinh trưởng như acid pantonitic, biotin, mezoinozit, thiamin và piridoxin

Saccharomyces cerevisiae

Cấu tạo:

trứng, có kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và

đường glucose, galactose, saccharose, maltosenhư nguồn cacbon, chúng sử dụng axit amin và muối amon như nguồn nito

Thành tế bào dày khoảng 25nm ( chiếm khoảng 25% khối lượng khô tế bào), cấu tạo từ gucan và mannan Thành tế bào có 10% là protein, trong số protein này có 1 là enzyme Dưới lớp thành tế bào là màng tế bào chất, màng

tế bào chất gốm 50% protein, 40% lipit và một ít là polisacarit

Đặc tính sinh học:

Các nghiên cứu di truyền học được tiến hành trên Saccharomyces

cerevisiae đã từ hơn 70 năm nay Đối tượng này kết hợp trôn nó 2 tính chất

tuyệt vời:

+ Là đơn bào nên có thể tiến hành thí nghiệm như vi khuẩn, đồng thời

có những đặc tính chủ yếu điển hình của Eukaryota và có ty thể với bộ gen

AND nhỏ, giống với vi khuẩn nên nó có thể nuôi trong môi trường dịch thể hay đặc và tạo khuẩn lạc trên môi trường thạch

+ Thích nghi trên môi trường chứa đường cao có tính acid cao Có thể nuôi nấm men quy mô lớn trong các nôi nấm men và dễ dàng thu nhận sinh khối

+ Là vi sinh vật nhân chuẩn đơn bào, dễ nuôi cấy với quy mô lớn để thu sinh khối tế bào

+ Có khởi điểm (promotor) mạnh và có plasmid dùng làm vector Pyac biểu hiện gen

+ Có khả năng thực hiện các biến đổi sau dịch mã như đường hóa phosphory hóa để protein có đầy đủ các hoạt tính sinh học

+ Ít tổng hợp protein bản thân

+ Là vi sinh vật an toàn hầu như không gây độc tố

Chủng men Saccharomyces Cerevisiae chuyên dùng lên men rượu (tên thương mại dùng cho lên men rượu: Saccharine base, Starch base)

Chủng men Saccharomyces Cerevisiae này phải sản sinh ra cồn hiệu

quả nhất (độ cồn cao nhất, độ cồn sau lên men > 70 độ)

pH hoạt động của chủng Saccharomyces Cerevisiae này: 4.0 – 5.5

Vai trò trong sản xuất rượu:

+ Lên men nhanh và sâu các loại đường

+ Kết lắng nhanh, tốt do đó dễ tách sinh khối nấm men ra khỏi dịch lên men

+ Tạo mùi thơm đặc trưng cho rượu vang

+ Bền vững với rượu, acid và chất sát trùng

Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men được dùng nhiều trong sản

xuất ethanol

Ưu điểm : hiệu suất lên men cao, chịu được độ acid thấp (của cả vi khuẩn lactic), chịu được nồng độ ethanol và chất ức chế cao, ít tạo sản phẩm phụ