mở đầu cho các nghiên cứu về tuyển chọn nấm men trong sản xuất vang. Cuối thế kỷ XVIII, đầu thế kỷ XIX, các nghiên cứu trên thế giới về nấm men đã được quan tâm và thu được nhiều thành tựu. Các kết quả tập trung vào nghiên cứu về: (1) các enzyme tham gia quá trình lên men trong nấm men; (2) cơ chế của quá trình lên men từ đường; (3) làm sáng tỏ vai trò của các enzyme nấm men trong ngành lên men rượu [169]. Nhờ thành tựu của các công trình nghiên cứu trên, các chủng nấm men được ứng dụng nhiều, nhanh chóng được đưa ra thị trường dưới dạng thương mại, trở thành đối tượng quan trọng trong sản xuất rượu [88].
Năm 1780, dịch nấm men S. cerevisiae đã xuất hiện trên thị trường Hà Lan. cerevisiae được sản xuất dưới dạng kem. Từ năm 1825 đến năm 1867 ngành công nghiệp sản xuất sinh khối nấm men được tăng cường mở rộng ở Châu Âu.
Năm 1872, tại Baron de Max Springer (Pháp), quá trình sản xuất men hạt phát triển, thuận tiện hơn trong vận chuyển và sử dụng. Năm 1876, tại Hoa Kỳ, trong triển lãm thương mại Centennial, Philadelphia, nhiều loại chế phẩm nấm men đã được Fleischmann trưng bày và bán trên thị trường phục vụ sản xuất bánh mì và rượu vang [107]. Đầu năm 1980, việc sử dụng sinh khối nấm men S. cerevisiae dạng khô đã được nghiên cứu và phổ biến rộng rãi.
Ngày nay, phần lớn các cơ sở sản xuất rượu 6 vang dựa trên việc sử dụng nấm men khô, đảm bảo cho quá trình lên men nhanh, làm giảm nguy cơ bị tạp nhiễm do vi sinh vật lạ. Hầu hết, các chủng nấm men rượu vang dạng thương mại hiện nay đã được tuyển chọn theo những đặc tính quý như hiệu suất lên men cao, chịu độ rượu cao, không tạo hương vị lạ và các chất chuyển hóa không mong muốn. Điều này đã góp phần cải thiện chất lượng của rượu vang, tăng khả năng kiểm soát quá trình lên men để đạt được hiệu suất lên men cao. Đến nay, quy trình sản xuất rượu vang đã khá ổn định, các sản phẩm rượu vang ngày càng đa dạng, chất lượng ngày càng cao.
Tác giả Legras và các cộng sự (2007) cho biết trong vài thập kỷ qua, việc áp dụng các đặc điểm di truyền, sinh lý học và công nghệ tái tổ hợp ADN đối với nấm men S. cerevisiae đã tạo ra các chủng nấm men rượu vang có khả năng chịu nhiệt, chịu acid, tăng chất lượng cảm quan, tăng hiệu suất quá trình lên men, nâng cao chất lượng rượu [115]. Một số chế phẩm nấm men thương phẩm dùng cho sản xuất rượu có bán trên thị trường hiện nay như: Pasteur Champagne (Pháp), Wyeast (Pháp), Montrachet (Pháp), Pasteur red (Mỹ), Pasteur white (Mỹ)…Nhìn chung các nghiên cứu về nấm men trên thế giới là vô cùng phong phú và đa dạng, tạo ra nhiều loại chế phẩm nấm men cung cấp cho lên men rượu chất lượng cao, ngày càng đáp ứng được nhu cầu sản xuất rượu trên thế giới [169]. Ở Việt Nam Văn hóa rượu đã có ở các nước Châu Á và Việt Nam từ hàng nghìn năm trước công nguyên cùng với ngành lên men và nấu rượu bằng men lá, bánh men thuốc bắc.
Tuy nhiên, các nghiên cứu về men rượu và nấm men S. cerevisiae ở Việt Nam trong thời kì chiến tranh trước 1975 không được lưu giữ có hệ thống. Sau năm 1975, các nghiên cứu và ứng dụng nấm men trong sản xuất, đặc biệt là các nấm men sử dụng trong lên men vang, sản xuất brandy được báo cáo chủ yếu là phân lập, tuyển chọn, nghiên cứu đặc điểm sinh học, xác định tên khoa học và ứng dụng của nấm men trong sản xuất vang [18, 28, 30]. Nghiên cứu đầu tiên về nấm men trong lên men vang được công bố là của Nguyễn Quang Hào và cộng sự (1983) trên 7 các loại quả dâu, mơ…Áp dụng kết quả nghiên cứu đó, các sản phẩm vang mang nhãn hiệu vang “Thăng Long” được xuất hiện trên thị trường vào năm 1983 [16].
Nghiên cứu nấm men sản xuất brandy đầu tiên ở Việt Nam là trên quả nho (2008) [21] nhưng sản phẩm brandy đầu tiên xuất hiện trên thị trường là brandy Blue Star của Công ty cổ phần Rượu rượu Hà Nội (2010) [28]. Những năm gần đây nhiều chủng nấm men được nhập nội để đáp ứng nhu cầu sản xuất vang trong nước. Do nấm men có vai trò quan trọng, quyết định đến chất lượng thành phẩm rượu vang nên nhu cầu về nấm men có chất lượng tốt ở Việt Nam ngày càng tăng. Trong khi đó, chỉ có rất ít cơ sở sản xuất rượu (các viện nghiên cứu, công ty rượu lớn…) đảm bảo được nguồn giống.
Các cơ sở sản xuất tư nhân, hộ gia đình…với trang thiết bị thô sơ, quy trình công nghệ lạc hậu chủ yếu sử dụng nguồn nấm men tự nhiên (có trong không khí, trên vỏ quả, trên các dụng cụ lên men) hoặc có thể lấy dịch lên men mẻ trước để làm giống trong lên men mẻ sau hoặc nhân giống từ các ống giống nấm men thuần. Đặc điểm sinh học của nấm men Đặc điểm hình thái và cấu tạo Khuẩn lạc đặc trưng của nấm men rượu có màu trắng sữa, tròn, nhẵn bóng; kích thước khuẩn lạc thay đổi theo thời gian nuôi cấy. Hình thái tế bào nấm men khá đa dạng; có thể hình tròn, hình trứng hay bầu dục, hình dài hoặc hình elip… (tùy loài). Tế bào nấm men có thể thay đổi hình dạng trong các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường xung quanh.
Hình thái của tế bào nấm men không thay đổi chỉ khi tế bào còn non trong các điều kiện dinh dưỡng tiêu chuẩn [49]. Các nấm men Saccharomyces sử dụng trong công nghiệp thường có kích thước tế bào (3 - 5) × (5 - 10) μm, nặng 10 – 12pg (1pg=10-12g). Các chồi được hình thành từ bề mặt của tế bào, có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng kích thước tế bào mẹ [137], [142]. Hình thái, kích thước khuẩn lạc, chồi, tế bào nấm men tế bào, được phân loại trực tiếp thông qua đối chiếu với các khóa phân loại [115, 119].
Các đặc điểm kiểu hình này cũng đã được xây dựng thành phần mềm, các webside để 8 chụp ảnh, phân tích định lượng, các công cụ tính toán, phân tích tự động hình thái khuẩn lạc, chồi và tế bào nấm men [73, 150]. Nấm men có cấu tạo điển hình của một tế bào nhân chuẩn (Eucaryote). Thành phần các chất hữu cơ cơ bản trong tế bào nấm men được ghi lại trong bảng 1. Thành phần các chất hữu cơ cơ bản trong tế bào nấm men [145] Thành phần các chất hữu cơ cơ bản trong tế bào nấm men Độ ẩm 2-5% Protein thô 50-52% Protein tinh 42-46% Acid Nucleic 6-8% Khoáng 7-8% Lipid 4-7% Cacbonhydrat 30-37% Các nghiên cứu về đa dạng hình thái tế bào nấm men được giải thích từ góc độ di truyền và môi trường.
Họ enzyme Rho của GTPases hiện diện trong tất cả các tế bào nhân thực, từ nấm men đến động vật có vú có vai trò điều hòa các enzyme liên quan đến quá trình phát sinh hình thái và phân bố actin trên thành tế bào [53]. Hình thái và thể tích thực của tế bào nấm men có thể thay đổi bởi tỷ lệ các liên kết glucosid trong glucan trên thành tế bào. Nghiên cứu của Jamas và cộng sự (1986) cho thấy sự tăng liên kết β (1 → 6) glucoside trong thành tế bào nấm men làm tăng hệ số hình dạng và độ nén của tế bào và thành tế bào [102].” Đặc điểm sinh lý Chu kỳ sống của nấm men Saccharomyces có hai loại hình phổ biến [98]: ưu thế đơn bội và ưu thế lưỡng bội (tùy loài). Các tế bào dinh dưỡng đơn bội (n) có thể kết hợp với nhau để tạo ra tế bào dinh dưỡng lưỡng bội (2n).
Sau quá trình giảm phân, các tế bào lưỡng bội sẽ sinh ra các bào tử túi (thường là 4 bào tử túi). Bình thường, khi không có sinh sản hữu tính, chúng vẫn tiếp tục sinh sản vô tính bằng nảy chồi. Nếu nấm men sinh sản vô tính từ tế bào đơn bội là chủ yếu (thời gian tồn tại chủ yếu ở dạng đơn bội), chúng tuân theo chu kì sống ưu thế đơn bội. Nếu nấm men sinh sản vô tính từ tế bào lưỡng bội là chủ yếu (thời gian tồn tại chủ yếu ở dạng lưỡng bội), chúng tuân theo chu kỳ sống ưu thế lưỡng bội.
9 Thời gian thế hệ của nấm men là khoảng thời gian giữa 2 lần phân chia liên tiếp của tế bào. Đối với các tế bào sinh trưởng, phát triển trong điều kiện không bị ức chế số lượng tế bào tăng lên gấp đôi trong một chu kỳ tế bào. cerevisiae tăng gấp đôi khối lượng sau mỗi 100 phút. Chu kỳ tế bào chia làm 4 giai đoạn G1, S, G2, M [104].
Nấm men có thể sinh sản bằng nhiều hình thức: 1) sinh sản vô tính bằng nảy chồi, phân đôi, bào tử đốt (chi Geotrichum), bào tử bắn (chi Sporobolomyces), bào tử áo (Candida albican) và 2) sinh sản hữu tính bằng bào tử túi [98]. Sinh sản vô tính bằng nảy chồi: Nảy chồi là phương pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men Saccharomyces. Ở điều kiện thuận lợi, nấm men sinh sôi nảy nở rất nhanh. Quan sát dưới kính hiển vi hầu hết các tế bào đều có chồi.
Các enzyme thủy phân sẽ phân giải polysaccharide của thành tế bào khiến thành tế bào, chỗ bị enzyme tác động phình lên. Các vật chất mới được tổng hợp sẽ được huy động đến chồi và làm cho chồi to dần lên và có đầy đủ các thành phần giống tế bào mẹ. Khi chồi đạt được một kích thước nhất định (nhỏ hơn hoặc bằng kích thước tế bào mẹ) một vách ngăn sẽ xuất hiện giữa chồi và tế bào mẹ. Thành phần của vách ngăn cũng tương tự như thành tế bào.
Khi chồi tách khỏi tế bào mẹ, ở chỗ tách trên tế bào mẹ xuất hiện một vết sẹo và trên tế bào con cũng mang một vết sẹo [172]. Ngoài chi Schizosaccharomyces (chỉ có sinh sản vô tính bằng phân đôi), các chi khác của nấm men đều có thể sinh sản vô tính bằng nảy chồi hai cực (chi Kloakera, Saccharomycoder, Hansenniaspora) hoặc đa cực (chi Dekkera, Hansenula, Pichia, Saccharomyces…[98]) Sinh sản hữu tính bằng bào tử túi Bào tử túi được sinh ra trong các túi, hai tế bào khác giới đứng gần nhau sẽ mọc ra hai mấu lồi, tiến lại gần nhau và dung hợp với nhau. Chỗ tiếp nối sẽ tạo ra một lỗ thông và chất nguyên sinh có thể đi qua để tiến hành phối chất, nhân cũng đi qua để phối nhân. Sau đó, nhân phân cắt thành 2, thành 4, thành 8.