CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẦN THIẾT ĐỀ TÀI Từ hàng nghìn năm trước, con người đã biết sử dụng nấm men để chế biến thực phẩm và ngày nay vai trò của nấm men cũng rất quan trọng trong đời sống. Nấm men có mặt trong quá trình chế biến nhiều loại thực phẩm như rượu, bia, bánh mì… và có vai trò quan trọng trong cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho con người, trong đó rượu vang là một trong những sản phẩm đã có từ rất lâu đời và được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới (Lương Đức Phẩm, 2009). Nấm men nhìn chung được sử dụng là nguồn giống vi sinh vật chính trong lên men rượu vang, nhưng tùy vào đặc điểm của từng loại nguyên liệu khác nhau mà sẽ có các chủng nấm men thích hợp để tạo ra được sản phẩm rượu vang với hàm lượng ethanol cao và có mùi vị đặc trưng. Do đó, đã có nhiều nghiên cứu phân lập, tuyển chọn và ứng dụng chủng nấm men thích hợp cho lên men với từng loại nguyên liệu trái cây cụ thể để tạo nên sản phẩm rượu vang đặc trưng (Lương Đức Phẩm, 2009).
Hiện nay, rượu vang ngày càng phổ biến ở Việt Nam bởi những đặc tính tốt của nó đối với sức khỏe, cùng với nguồn nguyên liệu làm rượu vang ở nước ta đa dạng và phong phú như: nho, xoài, cam, mơ… Thanh long là loại trái cây có màu đỏ sáng hấp dẫn ở vỏ và thịt quả, dịch quả rất giàu dinh dưỡng và rất tốt cho sức khỏe con người. Đặc biệt, thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) có thành phần dinh dưỡng được đánh giá cao gấp đôi thanh long ruột trắng. Thanh long ruột đỏ chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng vi lượng cần thiết cho cơ thể, bao gồm nhiều loại vitamin như vitamin C, vitamin A, protein, lycopen, glucid,.và khoáng chất (Nguyễn Văn Kế, 2001). Tuy nhiên, việc nghiên cứu về rượu vang thanh long ruột đỏ chưa được đề cập nhiều cũng như chưa có những kết quả công bố về chủng nấm men thích hợp để sản xuất rượu vang thanh long ruột đỏ.
Chính vì vậy, việc cho ra đời sản phẩm rượu vang thanh long ruột đỏ không chỉ đáp ứng nhu cầu về thức uống bổ dưỡng, có ích đối với sức khỏe mà còn đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội về mặt đa dạng hoá sản phẩm, tạo ra sản phẩm mới có hương vị đặc trưng, giúp người tiêu dùng dễ dàng trong việc lựa chọn sản phẩm. Ngoài ra, do ảnh hưởng của thời tiết mưa nhiều trong quá trình phát triển của thanh long gây nứt vỏ quả hoặc vào mùa rộ, do một số lượng lớn quả chín đồng loạt trên cây, nhiều quả do không thu hái kịp, chín mùi cũng gây nứt vỏ 1 quả. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến cảm quan cũng như gây khó khăn cho việc tiêu thụ sản phẩm, dù lúc này chất lượng quả vẫn còn khá tốt. Dần dần, những quả này sẽ bị hư hỏng nặng hơn dẫn đến những thất thoát lớn cho người nông dân và cả nền kinh tế.
Từ thực tế đó, nhằm mục đích tìm được đầu ra cho nguồn nguyên liệu thanh long bị nứt vỏ, việc chế biến các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu này là một nhu cầu thiết yếu. Chính vì vậy đề tài “Phân lập nấm men và tuyển chọn các loại nấm men có khả năng lên men rượu vang Thanh Long ruột đỏ (H. polyrhizus)” đã được thực hiện.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Phân lập nấm men và tuyển chọn các dòng nấm men có khả năng lên men rượu vang Thanh Long ruột đỏ (H.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Nấm men được phân lập từ quả Thanh Long ruột đỏ (H. polyrhizus) được mua tại chợ Long Xuyên, Thành Phố Long Xuyên, tỉnh An Giang.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Phân lập nấm men từ quả Thanh Long ruột đỏ.
- Khảo sát khả năng lên men của nấm men. - Tuyển chọn những loại nấm men có khả năng lên men rượu vang.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP ĐỀ TÀI - Phân lập được các nấm men mới. - Tìm ra những chủng men có lợi cho việc lên men rượu Thanh Long ruột đỏ. - Tuyển chọn nấm men tốt nhất để lên men rượu.
- Tìm ra những chủng men mới có giá trị kinh tế. 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 GIỚI THIỆU RƯỢU VANG 2.1 Khái niệm rượu vang Rượu vang là loại nước uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây và không qua chưng cất. 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 (Lê Thị Nhã, kn) Bản chất của rượu vang trái cây là sản phẩm được sản xuất từ nước dịch trái cây bằng phương pháp lên men với sự tham gia của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae. Trong thành phần rượu vang trái cây, ngoài đường được lên men tạo thành cồn ethylic còn có những thành phần khác giống như ở trái cây chẳng hạn như: Vitamin, muối khoáng, acid hữu cơ (Vũ Công Hậu, 1993).2 Phân loại rượu vang Theo giới tiêu dùng thì rượu vang phân làm bốn loại: Rượu Champagne, rượu vang bàn, rượu vang mùi, rượu vang nặng.
Rượu vang bao gồm 3 loại: Vang đỏ, vang trắng và vang hồng có hàm lượng rượu từ 9-14 độ cồn, thường được dùng trong các bửa ăn gia đình. Rượu vang bàn được sản xuất từ sự lên men của dịch trái nho. Rượu Champagne có từ 8-12 độ cồn, thường dùng vào dịp liên hoan hoặc bửa ăn sang trọng. Rượu Champagne là do bổ sung thêm CO2 được sản xuất từ các giống nho trồng ở vùng Champagne thuộc nước Pháp (Vũ Công Hậu, 1993).
Rượu vang nặng (Vin Fortifie) là loại rượu vang được pha thêm rượu mạnh Brandy để tăng hàm lượng cồn, thường từ 17-22 độ cồn. Rượu vang nặng thay đổi nồng độ giữa loại ngọt và không ngọt. Loại không ngọt có nồng độ cồn cao hơn thì dùng làm rượu vang khai vị, còn loại ngọt thì dùng để tráng miệng. Rượu vang mùi (Vin Aromatize) có hàm lượng cồn từ 15-200 là vang được thêm mùi thơm (Vũ Công Hậu, 1993).3 Thành phần và giá trị rượu vang - Cồn: Thành phần quan trọng nhất của rượu vang là cồn etylic làm cho rượu mạnh.
Độ cồn tự nhiên, chỉ do lên men mà có từ 7-16 độ, nghĩa là trong một lít rượu vang có từ 70-160 mL cồn etylic. Cồn etylic có mùi thơm, vị hơi ngọt, 3 giống đường. Độ cồn phổ biến của rượu vang là 10-12 độ. Dưới 10 độ rượu hơi nhạt, 13-14 thì độ cồn hơi cao.
- Đường: Theo Peynaud hàm lượng đường ở vang nho đỏ là 2-3 g/L và chỉ ở những loại quả trắng đặc biệt như Barsac, Sauternes mới lên tới 70-80 g/L. Đường trong rượu vang chủ yếu là fructose, glucose, một ít galactose. Nếu cho thên đường saccharose trước khi lên men thì toàn bộ bị thủy phân thành đường khử, vậy nếu phát hiện saccarose trong rượu vang thành phẩm tức là đường pha thêm (Vũ Công Hậu, 1993). Tùy theo lượng đường khử còn lại trong rượu vang, sau khi đã lên men xong, người ta phân biệt rượu vang khô (dưới 10g đường/lít), nửa khô (20-30g đường/lít), nửa ngọt (45-65g đường/lít) và ngọt (80-110g đường/lít).
Lượng đường khử càng cao độ còn càng phải cao để cho cân đối. Độ cồn của rượu khô 9-11 độ, rượu ngọt thì độ cồn đạt 12-13 độ và hơn nữa. Rượu vang còn nhiều đường khử, đặc biệt khi độ cồn thấp rất dễ bị nhiều loại khuẩn yếm khí cũng như hiếu khí phá hủy đường, chuyển thành acid lactic, dấm thành rượu mất mùi. - Acid: Acid là một thành phần quan trọng của rượu vang, ngang với cồn.
Rượu vang là đồ uống có độ chua cao (acid tổng số tới 4-5 g/L, pH từ 2,9-3,9) nhưng dễ uống vì vị chua của acid được cân đối với vị ngọt của cồn, của glyxerin, vị chát của polyphenol, vị mặn của các chất muối (Vũ Công Hậu, 1993). - Tro và các chất muối: Có nhiều muối khoáng trong rượu vang, phổ biến nhất là P, S, K, Na, Ca, Mg, Si, Fe, Mn, F, Cl, Br, I, Al….Trong 1 lít rượu nho chỉ có 1,5-3 g tro nhưng chất muối trong tro giữ một vai trò quan trọng: Những vi lượng như Fe hàm lượng bình thường chỉ vài mg/L và Cu (0,2-0,3 mg/L) nếu chỉ tăng một vài mg trong một lít cũng gây kết tủa, làm cho rượu đục, mất hương vị. - Vitamin: Nước quả thường rất giàu vitamin. Các vitamin này thường không bị phá hủy trong quá trình lên men rượu vang (Vũ Công Hậu, 1993).2 SƠ LƯỢC VỀ NẤM MEN 2.1 Hình thái và cấu tạo tế bào nấm men 2.1 Hình thái nấm men Tế bào nấm men có hình dạng: hình cầu, hình oval hoặc elip, hình quả chanh, hình trụ, hình chùy hoặc đôi khi còn kéo dài ra thành sợi.
Nấm men có thể thay đổi hình dáng và kính thước trong các giai đoạn phát triển và điều kiện 4 môi trường xung quanh. Hình thái của chúng không thay đổi chỉ ở các giống nuôi cấy khi còn trẻ trong các môi trường dinh dưỡng tiêu chuẩn (Lương Đức Phẩm, 2009). So với các vi sinh vật khác (đối với vi khuẩn chẳng hạn) tế bào nấm men có kích thước tương đối lớn: đường kính khoảng 7 µm: chiều dài 8 – 12 µm (1µm – micro mét = 10-6 m). Với kích thước này ta có thể ước tính bề mặt của tế bào nấm men trong một lít dịch lên men vào khoảng 10 m2 và do vậy cường độ trao đổi chất của tế bào nấm men với môi trường xung quanh là vô cùng lớn.
Khối lượng nấm men là 500 kg so với trâu bò cùng khối lượng thì một ngày đêm nấm men tổng hợp được 50 tấn protein, còn trâu bò chỉ tổng hợp được 0,5 kg ( như vậy gấp 5 ngàn lần) (Lương Đức Phẩm, 2009). Trọng lượng riêng của tế bào nấm men không khác mấy so với tế bào vi khuẩn (ở nấm men chỉ số này là 1,055 – 1,060 ở vi khuẩn: 1,050 – 1,112). Hình dáng tế bào nấm men được giới thiệu ở hình 1 (Lương Đức Phẩm, 2009). Hình 1: Hình thái tế bào nấm men (Lương Đức Phẩm, 2009) 2.2 Cấu tạo tế bào nấm men Nấm men là sinh vật đơn bào hiển vi, tế bào cơ bản giống như ở động, thực vật.
So sánh cấu tạo tế bào nấm men với vi khuẩn ta thấy có sự tiến hóa nhẩy vọt từ nhân sơ đến nhân chuẩn. Cùng với sự tiến hóa về nhân và cơ chế phân chia nhân (nhân có màng, có các nhiễm sắc thể, phân bào có tơ…) ở cơ thể nhân chuẩn xuất hiện nhiều thể không thấy ở thể nhân sơ, như ti thể, lục lạp v.