TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
************

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH CHẾ BIẾN
RƯỢU TỪ CỦ NĂNG

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh
– 2009 –


MỤC LỤC

CHƯƠNG

TRANG

Lời cảm ơn

i

Mục lục

ii

Danh mục các chữ viết tắt

vi

Danh mục hình

vii

Danh mục bảng

viii

Danh mục đồ thị - sơ đồ

x

1 GIỚI THIỆU

1

1.1 Đặt vấn đề

1

1.2 Mục đích

1

1.3 Yêu cầu

1


1.4 Nội dung thực hiện

1

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2

2.1 Giới thiệu về củ năng

2

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về cây củ năng

2

2.1.2 Thành phần hóa học

3

2.1.3 Nguồn gốc – Phân bố

4

2.1.4 Giá trị dinh dưỡng – dược tính của củ năng

4

2.2 Enzyme Amylase


5

2.2.1 Khái niệm về enzyme

5

2.2.2 Enzyme amylase

6

2.2.3 Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase

6

ii


2.3 Vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men rượu

10

2.3.1 Nấm men

10

2.3.2 Nấm mốc

12


2.4 Quá trình lên men rượu

13

2.4.1 Phương trình tóm tắt quá trình lên men rượu

13

2.4.2 Các giai đoạn của quá trình lên men rượu

13

2.4.3 Cơ chế quá trình lên men rượu

14

2.4.4 Sản phẩm phụ và sản phẩm trung gian của quá trình lên
men rượu

16

2.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới nấm men trong quá trình lên men
rượu

16

2.5 Mật ong

18


2.5.1 Giới thiệu

18

2.5.2 Giá trị dược tính của mật ong

19

2.5.3 Tính chất

20

3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

21

3.1 Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm

21

3.1.1 Địa điểm

21

3.1.2 Thời gian

21

3.2 Vật liệu thí nghiệm


21

3.2.1 Nguyên liệu

21

3.2.2 Môi trường

21

3.2.3 Máy móc thiết bị

23

3.3 Phương pháp nghiên cứu

23

3.3.1 Phương pháp vi sinh vật

24

3.3.2 Phương pháp hóa lý

27
iii


3.4 Nội dung thí nghiệm


37

3.4.1 Quy trình tiến hành lên men rượu từ củ năng

37

3.4.2 Thuyết minh quy trình

38

3.5 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, hóa sinh

40

3.5.1 Chuẩn bị dung dịch đệm peptone vô trùng SPW

40

3.5.2 Pha loãng mẫu

40

3.5.3 Tổng số vi khuẩn hiếu khí

40

3.5.4 Định lượng Coliporms, Coliporms chịu nhiệt, Coliporms
phân và E.coli

43


3.6 Phương pháp cảm quan đánh giá chất lượng sản phẩm
4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

46
52

4.1 Kết quả xác định thành phần hóa sinh lý của củ năng

52

4.2 Kết quả khảo sát nồng độ và thời gian đường hóa dịch củ năng bằng
ezyme amylase thu từ Aspergillus oryzae

53

4.2.1 Kết quả khảo sát nồng độ enzyme amlylase bổ sung vào
dịch lên men

53

4.2.2 Kết quả khảo sát thời gian quá trình đường hóa

54

4.3 Kết quả khảo sát thời điểm dừng của quá trình nhân giống nấm men
Saccharomyces cerevisiae

56


4.4 Kết quả khảo sát nồng độ giống và thời gian lên men

57

4.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của làm lượng đường đến quá trình lên
men

59
4.5.1 Kết quả cảm quan về màu của rượu củ năng theo phương
pháp cho điểm thị hiếu ở các hàm lượng đường

63

4.5.2 Kết quả cảm quan về mùi của rượu củ năng theo phương
pháp cho điểm thị hiếu ở các hàm lượng đường

iv

65


4.5.3 Kết quả cảm quan về vị của rượu củ năng theo phương
pháp cho điểm thị hiếu ở các hàm lượng đường

67

4.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ mật ong đến chất lượng
sản phẩm cuối

69


4.6.1 Kết quả cho điểm thị hiếu về màu của rượu củ năng ở các
tỷ lệ mật ong

70

4.6.2 Kết quả cho điểm thị hiếu về mùi của rượu củ năng ở các tỷ
lệ mật ong

72

4.6.3 Kết quả cho điểm thị hiếu về vị của rượu củ năng ở các tỷ
lệ mật ong

74

4.7 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, hóa sinh

76

4.7.1 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh

76

4.7.2 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu hóa sinh

76

4.8 Đánh giá cảm quan sản phẩm rượu củ năng


77

5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

80

5.1 Kết luận

80

5.2 Đề nghị

82

TÀI LIỆU THAM KHẢO

83

PHỤ LỤC

85

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮC

PGA

: Potato Glucose Agar


SPW

: Saline Peptone Water

PCA

: Plate Cout Agar

LSB

: Lauryl Sulphate Broth

BGBL

: Brilliant Green Bile Lactose Broth

SCA

: Simmon Citrate Agar

canh EC

: Môi trường lỏng E.coli

MRVP

: Methyl Red Voges Proskauer

MR


: Methyl Red

VP

: Voges – Proskauer

DNS

: DiNitroSalisylic

HC

: Hệ số hiệu chỉnh

TBPm

: Tổng bình phương của mẫu

TBPtv

: Tổng bình phương người thử

TBPtp

: Tổng bình phương toàn phần

TBPss

: Tổng bình phương dư


Btdm

: Bậc tự do của mẫu

Btdtv

: Bậc tự do người thử

Btdtp

: Bậc tự do tổng

Btdss

: Bậc tự do của sai số

BPTB

: Tính bình phương trung bình

KNCN

: Giá trị khác nhau nhỏ nhất

vi


DANH MỤC HÌNH


HÌNH

TRANG

Hình 2.1 Cỏ năng ống

2

Hình 2.2 Củ năng trước và sau khi gọt vỏ

3

Hình 2.3 Chè củ năng nấu trứng

4

Hình 2.4 Chè củ năng hạt sen

4

Hình 2.5 Cơ chế hoạt động tổng quát của enzyme amylase

6

Hình 2.6 Nấm men Saccharomyces cerevisiae

10

Hình 2.7 Nấm mốc Aspergillus oryzae


12

Hình 2.8 Cơ chế phân hủy đường trong tế bào nấm men

15

Hình 2.9 Ong mật

19

Hình 3.1 Phản ứng giữa iod với acid ascorbic thành acid dehydro
ascorbic

29

Hình 4.1 Rượu củ năng ở 4 mẫu A, B, C, D

69

Hình 5.1 Rượu củ năng thành phẩm

80

vii


DANH MỤC BẢNG
BẢNG

TRANG


Bảng 3.1 Xây dựng đường chuẩn của glucose với thuốc thử DNS

29

Bảng 3.2 Thể tích NaOH 0.1N dùng để định lượng nitơ acid amin

34

Bảng 3.3 Xác định hoạt lực enzyme amylase

36

Bảng 3.4 Bảng phân tích phương sai

50

Bảng 4.1 Thành phần hóa học của củ năng.

52

Bảng 4.2 Sự biến thiêng hàm lượng đường khử, nồng độ chất khô ở các
nồng độ enzym amylase

53

Bảng 4.3 Sự biến thiêng hàm lượng đường khử theo thời gian ở nồng độ
enzyme 1%.

55


Bảng 4.4 Số tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae trong thời gian
nhân giống

58

Bảng 4.5 Sự biến thiêng độ cồn (%v/v) sau 3 ngày lên men ở các tỷ lệ
giống nấm men.

58

Bảng 4.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến quá
trình lên men

60

Bảng 4.7 Kết quả cho điểm thị hiếu về màu của rượu củ năng ở các hàm
lượng đường

63

Bảng 4.8 Bảng phân tích phương sai về màu của rượu ở các hàm lượng
đường

64

Bảng 4.9 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về màu của các mẫu ở các
hàm lượng đường

64


Bảng 4.10 Kết quả cho điểm thị hiếu về mùi của rượu củ năng ở các
hàm lượng đường

65

Bảng 4.11 Bảng phân tích phương sai về mùi của rượu ở các hàm lượng
đường

66
viii


Bảng 4.12 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về mùi của các mẫu ở các
hàm lượng đường

66

Bảng 4.13 Kết quả cho điểm thị hiếu về vị của rượu củ năng ở các hàm
lượng đường

67

Bảng 4.14 Bảng phân tích phương sai về vị của rượu ở các hàm lượng
đường

68

Bảng 4.15 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về vị của các mẫu ở các hàm
lượng đường


68

Bảng 4.16 Kết quả cho điểm thị hiếu về màu của rượu củ năng ở các tỷ
lệ mật ong

70

Bảng 4.17 Bảng phân tích phương sai về màu của rượu ở các tỷ lệ mật
ong

71

Bảng 4.18 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về màu của các mẫu ở các tỷ
lệ mật ong

71

Bảng 4.19 Kết quả cho điểm thị hiếu về mùi của rượu củ năng ở các tỷ
lệ mật ong

72

Bảng 4.20 Bảng phân tích phương sai về mùi của rượu ở các tỷ lệ mật
ong

73

Bảng 4.21 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về mùi của các mẫu ở các tỷ
lệ mật ong


73

Bảng 4.22 Kết quả cho điểm thị hiếu về vị của rượu củ năng ở các tỷ lệ
mật ong

74

Bảng 4.23 Bảng phân tích phương sai về vị của rượu ở các tỷ lệ mật ong

75

Bảng 4.24 Kết quả biểu diễn sự khác nhau về vị của các mẫu ở các tỷ lệ
mật ong

75

Bảng 4.25 Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế của rượu làm từ củ năng

80

Bảng 4.26 Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm rượu củ năng

81

ix


DANH MỤC ĐỒ THỊ - SƠ ĐỒ


ĐỒ THỊ

TRANG

Đồ thị 4.1 Sự biến thiêng hàm lượng đường khử, nồng độ chất khô ở các
nồng độ enzyme amylase

54

Đồ thị 4.2 Sự biến thiêng hàm lượng đường khử theo thời gian ở nồng
độ enzyme 1%

55

Đồ thị 4.3 Số tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae trong thời gian
nhân giống

56

Đồ thị 4.4 Sự biến thiêng độ cồn (%v/v) sau 3 ngày lên men ở các tỷ lệ
giống nấm men

58

Đồ thị 4.5 Sự biến thiêng nồng độ chất khô, pH trong 7 ngày, 10%
đường

60

Đồ thị 4.6 Sự biến thiêng nồng độ chất khô, pH trong 7 ngày, 15%

đường

61

Đồ thị 4.7 Sự biến thiêng nồng độ chất khô, pH trong 7 ngày, 20%
đường

61

Đồ thị 4.8 Sự biến thiên nồng độ chất khô, độ cồn, pH sau 7 ngày lên
men ở 10%,15%, 20% đường

62

SƠ ĐỒ

TRANG

Sơ đồ 3.1 Quy trình tiến hành lên men rượu từ củ năng

37

Sơ đồ 5.1 Quy trình sản xuất rượu củ năng hoàn chỉnh

84

x


Chöông 1 Giôùi Thieäu


CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành công nghệ sinh học và kỹ thuật chế
biến, công nghệ sản xuất rượu cũng tương đối phát triển và đang rất được quan tâm. Ở
nước ta nhu cầu sử dụng rượu ngày càng nhiều như rượu vang, rượu nếp, rượu gạo…
Để góp phần tăng tính đa dạng của các loại rượu trên thị trường chúng tôi tiến
hành nguyên cứu chế biến rượu không qua chưng cất từ củ năng, vốn là một dạng củ
rất phổ biến ở nước ta.
Củ năng có tính dược liệu được chúng tôi nguyên cứu sử dụng làm nguyên liệu
chính để lên rượu nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae.
1.2 Mục đích
Nghiên cứu thiết lập qui trình chế biến ra một loại rượu có hương vị mới từ củ
năng và tốt cho sức khỏe ở qui mô phòng thí nghiệm.
1.3 Yêu cầu
Rượu thành phẩm phải thơm ngon, giàu dinh dưỡng và các chỉ tiêu vi sinh đảm
bảo tốt cho người sử dụng.
1.4 Nội dung thực hiện
• Xác định thành phần hóa sinh, lý hóa của dịch củ năng.
• Xác định hàm lượng enzyme amylase, thời gian đường hóa tối ưu dịch củ.
• Khảo sát nồng độ nấm men, thời gian lên men thích hợp.
• Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh, hóa sinh cho sản phẩm cuối.
• Đánh giá cảm quan, dự toán giá trị kinh tế.

1


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu


CHNG 2 TNG QUAN TI LIU
2.1 Gii thiu v c nng (Chi C nng) [15, 16, 17]
2.1.1 Gii thiu s lc v cõy c
Chi C nng (danh phỏp khoa hc: Eleocharis) l mt chi thc vt, bao gm
khong 200-250 loi trong h Cúi (Cyperaceae). Chỳng c gi chung l c nng hay
c nng.
Mt trong nhng loi c bit n nhiu nht l c nng ng (Eleocharis
dulcis).

C nng ng :Eleocharis dulcis
Gii (regnum) : Plantae
: Angiospermae
: Monocots
: Commelinids
B (ordo) : Poales
H (familia):Cyperaceae
Chi (genus): Eleocharis R. Br

Hỡnh 2.1 C nng ng
Núi chung, c nng l cỏc loi c di cú thõn c, thng sng thy sinh. Lỏ
to thnh b ngn gc, d rỏch. Cm hoa bụng dng thỏp bỳt, di 2-5cm, rng bng
thõn, hoa cú 7 t mu vng nõu, 2-3 nh, 2-3 u nhu.
Chỳng cú cỏc lỏ b suy gim xung quanh phn gc ca thõn, nhng cỏi trụng
ging nh lỏ trờn thc t l thõn nhng chỳng thc hin phn ln cỏc chc nng quang
hp cho cõy.
2


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu


Mt s loi cú thõn luụn luụn mc ngm di nc. Cỏc loi ny cú xu hng
s dng c ch c nh carbon C3.
Cỏc hoa mc thnh cỏc bụng con t tp dy. Phn ln cỏc loi mc lờn t cỏc
thõn r, v vi loi cú thõn c.
Phn ln cỏc loi trụng khỏ ging nhau, vi mt cm hoa trờn u ca phn
thõn n, Eleocharis c tỡm thy khp mi ni trờn th gii.
B phn dựng: C - Tuberculum Fleocharidis.
C nng (chi c nng) v nhiu tờn khỏc: c mó thy, mó , a lờ, thụng thin
tho, c dựng lm thc n v thuc t lõu i.

Hỡnh 2.2 C nng trc v sau khi gt v
C nng so vi cỏc loi c n mỏt nh c u, c u thỡ mó thy cú giỏ tr s
dng lm thc phm v lm thuc cao hn.
Mụ t: C to, en, nc, trng giũn, ngt. Thõn hỡnh tr cao 15-60cm hay hn,
ng kớnh 1,5-3mm hay hn, búng.
2.1.2 Thnh phn húa hc
Thnh phn cú:
Nc, tinh bt, protein, lipid, ng, pectin, cỏc mui calci, phospho, st,
cỏc vitamin A, B1, B2, C...
V mt hot cht gi l puchiin cú tỏc dng khỏng khun, h huyt ỏp v
phũng nga ung th.
3


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

2.1.3 Ngun gc Phõn b
Ni sng v thu hỏi: Loi ca n , Trung Quc,Triu Tiờn, Nht Bn, Vit
Nam, cú th l t ụng n , c trng nhiu Nam Trung Quc, Vit Nam v
nhiu nc khỏc.

nc ta, cõy mc c rung mui, t thp t H Giang, Cao Bng ti
Lõm ng, Kiờn Giang. Cõy phỏt trin nhanh, trng khong 200 - 240 ngy l cú th
thu hoch, sn lng 10-15 tn trờn mi hecta.
2.1.4 Giỏ tr dinh dng dc tớnh ca c nng
C dựng n, nu canh, nu chố, lm mt, l loi thc n b mỏt. Cng c
dựng lm thuc cm mỏu. Khi nghin c thnh mt cht dch nh sa, dch ny cú tỏc
dng c ch s sinh trng ca Staphylococcus v Bacillus. C c dựng tr tiờu
khỏt, bnh v gan, tỏo bún, l ra mỏu, mt sng . Liu dựng 10-20g, dng thuc sc
(ThS Hong Khỏnh Ton, Sc Khe & i Sng).

Hỡnh 2.3 Chố c nng nu trng

Hỡnh 2.4 Chố c nng ht sen
4


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

2.2 Enzyme Amylase [3]
2.2.1 Khỏi nim v enzyme
Enzyme l protein cú hot tớnh xỳc tỏc sinh hc. Ngi ta khỏm phỏ ra rng cỏc
enzyme ó xỳc tỏc cho hu ht cỏc phn ng húa hc xy ra trong c th sng, m
bo cho cỏc quỏ trỡnh chuyn húa cỏc cht trong c th sng tin hnh vi tc nhp
nhng, cõn i, theo nhng chiu hng xỏc nh. Nh vy, enzyme ó m bo cho
s trao i thng xuyờn gia c th sng v mụi trng bờn ngoi, ngha l m bo
cho s tn ti ca c th sng.
T bo vi sinh vt cú cha rt nhiu enzyme. Trong quỏ trỡnh nuụi cy vi sinh
vt sinh ra hai loi enzyme: enzyme ni bo v enzyme ngoi bo. Vỡ th vi sinh vt l
ngun sn xut enzyme tng i lý tng, nú cú nhiu u im hn so vi ngun
enzyme ng vt v thc vt.

Tc sinh trng nhanh, kớch thc t bo vi sinh vt rt bộ, khi lng nh
nờn t l enzyme thu hi nhiu, d dng thc hin quỏ trỡnh sn xut cụng nghip
enzyme vi hiu sut cao trong thi gian ngn. Enzyme vi sinh vt cú hot tớnh cao,
cao hn rt nhiu ln so vi ng vt, thc vt nờn nú giỳp chuyn húa mt lng thc
n rt ln (30-40 ln) so vi trng lng c th ca chỳng trong 24 gi.
Cú th iu khin cỏc iu kin ti u trong quỏ trỡnh nuụi cy thu c hiu
qu cao trong sn xut.
Enzyme vi sinh vt rt phong phỳ v a dng v chng loi tựy theo iu kin
ca mụi trng v c cht khỏc nhau.
Nm mc cú kh nng tng hp mt s enzyme nh amylase, protease,
cellulase,... Tựy theo tng chng nm mc m cú kh nng tng hp tng loi enzyme
khỏc nhau.
Enzyme cú th ho tan trong nc, trong dung mụi mui loóng, trong cỏc dung
mụi hu c cú cc nhng khụng tan trong cỏc dung mụi khụng phõn cc. Enzyme
cng cú tớnh lng tớnh v khụng bn i vi tỏc dng ca nhit.
Trong quỏ trỡnh xỳc tỏc, ch mt phn rt nh ca phõn t enzyme tham gia kt
hp c hiu vi c cht, phn ú c gi l trung tõm hot ng ca enzyme.
5


Chöông 2 Toång Quan Taøi Lieäu

2.2.2 Enzyme amylase
Hệ enzyme amylase là một trong số các hệ enzyme được sử dụng rộng rãi trong
công nghệ thực phẩm, y học và nhiều lĩnh vực khác.
Các enzyme amylase có nhiều trong nước bọt, dịch tiêu hóa của người và động
vật, trong hạt nẩy mầm, nấm men, nấm mốc và vi khuẩn.
2.2.3 Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase
Amylase là enzyme thủy phân tinh bột, xúc tác sự phân giải các liên kết nội
phân tử trong polysaccharide với sự tham gia của nước. Cơ chế hoạt động tổng quát

của amylase như sau:
α-amylase

Dextrin + oligosaccharid

Tinh
H bột
ìn

Dextrin

Pulluulanase

h
β-amylase

2.5
cơ
ch

Maltose

Dextrin
Glucose

Amyloglucosidase

ế
hoạt động tổng quát của enzyme amylase
Amylase chia thành hai nhóm: endoamylase (α-1,4-glucano hydrolase, α-1,6glucano hydrolase) và exoamylase (β-amylase, amyloglucosidase).

Amylase được ứng dụng trong các ngành công nghiệp rượu, bia, công nghiệp
nước chấm, công nghiệp sản xuất glucose, thuốc hỗ trợ tiêu hóa, công nghiệp dệt, công
nghiệp chế biến rau quả…
2.2.3.1 α- amylase
Là enzyme nội phân có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucozit nằm ở trên
phân tử cơ chất (tinh bột, glucogen) một cách ngẫu nhiên không theo một trật tự nào
cả.
Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase là quá trình nhiều giai đoạn:

6


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

Giai on dextrin húa: Trong giai on ny nht ca tinh bt gim nhanh
do mt s liờn kt trong phõn t c cht b thy phõn to thnh mt lng
ln dextrin phõn t lng thp.
Giai on ng hoỏ: Cỏc dextrin phõn t thp c to thnh b thy phõn
tip tc to ra cỏc tera-, trimaltose khụng cho mu vi iod. Cỏc cht ny b
thy phõn rt chm bi -amylase cho ti di-, monosacharit.
Trong kh nng dextrin húa cao ca -amylase l tớnh cht c trng ca nú. Vỡ
vy ngi ta thng gi loi amylose dextrin húa hay amylase dch húa.
pH thớch hp : 4,8 6,9.
Tt c -amylase b kim hóm bi kim loi nng (Cu2+, Ag+, Hg2+, ...) v khụng
b nh hng bi Li+, Na+, iu kin hot ng ca -amylase t cỏc ngun khỏc
nhau thng khụng ging nhau.
Cú th khai thỏc -amylase t ngun thc vt (malt) hay vi sinh vt (nm si, vi
khun). Tựy thuc ngun gc khai thỏc m -amylase cú mt tớnh cht riờng. amylase thu c t nm si thỡ kộm bn nhit hn v d b bin tớnh trc khi tinh
bt c gelatin hoỏ.
Tớnh cht ca -amylase: -amylase l mt loi metalloenzyme, cha t 1-30 g

nguyờn t Ca+/mol. Khi tỏch Ca+ hon ton ra khi c cht thỡ -amylase rt d mt
hot tớnh v tõm hot ng ca -amylase cú cha cỏc nhúm COOH v NH3 vỡ vy
m -amylase d tan trong nc. Protein ca cỏc -amylase cú tớnh cht acid yu v cú
tớnh cht ca globulin.
Vic h húa tinh bt bng -amylase lm gim nhanh kh nng bt mu ca
tinh bt vi iod v nht ca dch h húa. Mch amylose s b thy phõn thnh cỏc
phõn t nh ch yu l maltose v maltotriose cũn amylopectin khi b thy phõn ngoi
hai phõn t trờn cũn xut hin dextrin v 5-10% glucose.
2.2.3.2 -amylase
-amylase xỳc tỏc s thy phõn cỏc liờn kt -1,4-glucan trong tinh bt,
glycogen polysacharit ng loi. Phõn ct tun t tng gúc maltose mt t u khụng

7


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

kh ca mch. Maltose c to thnh cú cu hỡnh vỡ th amylase c gi l amylase.
-amylase hu nh khụng thy phõn ht tinh bt nguyờn vn m li thy phõn
mnh m h tinh bt.
-amylase phõn ct 100% amylose thnh maltose v phõn gii 54 - 58%
amylopectin thnh maltose.
Nu cho -amylase v -amylase cựng ng thi tỏc dng lờn tinh bt thỡ tinh
bt c thy phõn ti 95%.
-amylase l mt albumin. Tõm xỳc tỏc ca nú cha cỏc nhúm SH, v nhúm
COOH.
-amylase l enzyme ngoi phõn, cú ỏi lc vi cỏc liờn kt -1,4 glucozit ct
u khụng kh ca mch mt liờn kt -1,4.
Khỏc vi -amylase, -amylase rt bn khi khụng cú Ca2+ v b kim hóm bi
Cu2+, Hg2+,...

pH ti u 4,6-5,6. Nhit thớch hp 40-50oC b vụ hot 70oC.
2.2.3.3 Glucoamylase
Glucoamylase thy phõn liờn kt -1,4-glucan trong polysacharid, tỏch tun t
tng gc glucose mt, t u khụng kh ca mch. Glucoamylase cú kh nng xỳc tỏc
c liờn kt -1,4 ln -1,6 glucan.
Glucoamylase c cỏc nh khoa hc Nht Bn tỡm thy u tiờn t Asp.
awamori (Katihara, Kurishima, 1956) sau ú c tỡm thy Rhi. delemar, Asp. niger,
cỏc vi sinh vt khỏc, cỏc mụ ng vt.
Glucoamylase l enzyme ngoi phõn, nú thy phõn polysacharid t u khụng
kh to ra glucose v olygosacharide.
Ngoi cỏc -1,4 v 1,6 glucozit, glucoamylase cũn cú kh nng thy phõn cỏc
liờn lt -1,2 v 1,3 glucozit.
Glucoamylase thy phõn hon ton tinh bt, glucogen, amylopectin, dextrin
cui, pentose, isomantose v maltose thnh glucose.
8


Chöông 2 Toång Quan Taøi Lieäu

Đa số glucoamylase đều thuộc loại enzyme acid, thể hiện hoạt lực tối đa ở vùng
pH =3.5 – 5.5. So với α-amylase, glucoamylase bền đối với acid hơn nhưng lại kém
bền với tác dụng rượu ethylic, aceton vì không được bảo vệ bằng Ca2+.
Các chế phẩm glucoamylase từ các nguồn khác nhau tuy có những tính chất
chung song cũng có khác nhau ở nhiều điểm.
Theo (Fukumoto, 1956) đề nghị chia glucoamylase của vi sinh vật thành hai
loại theo khả năng thủy phân tinh bột của chúng:
+ Glucoamylase kiểu Rh. delemar gồm các glucoamylase thủy phân 100% tinh
bột thành glucose, giống như enzyme được tách ra từ Rh. delemar.
+ Glucoamylase kiểu Asp. niger gồm các glucoamylase thủy phân 80% tinh bột
thành glucose, giống như enzyme được tách ra từ Asp. niger.

Điểm đẳng điện của glucoamylase từ các nguồn khác nhau cũng không đồng
nhất :
9

Từ Asp. niger: pHi =6.5

9

Từ Rh. delemar: pHi =7.4

9

Từ Asp. awamori: pHi =7.5

pH hoạt động tối ưu của glucoamylase thay đổi theo nhiệt độ và thời gian tác
dụng.
Nhiệt độ hoạt động tối ưu của glucoamylase loại bền acid là 50oC. Hầu hết
glucoamylase mất hoạt tính ở 70oC.
2.2.3.4 Isoamylase, pullulanase và amylase tuyến tụy
Isoamylase hay còn gọi là amylopectin là enzyme thu nhận từ nấm men, nấm
sợi. Isoamylase xúc tác việc thủy phân liên kết α-1,6 glucoside trong phân tử
amylopectin.
Pullunase là enzyme thu từ vi khuẩn Acetobacter aerogenes hay Klebsiella.
Xúc tác quá trình thủy phân các liên kết α-1,6 glucoside.
Amylase tuyến tụy có nhóm –SH vì thế rất dễ biến tính bởi ion kim loại nặng.
Khi có mặt của ion closide hoạt tính mạnh nhất của chúng ở pH = 7
9


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu


2.3 Vi sinh vt s dng trong quỏ trỡnh lờn men ru
2.3.1 Nm men [5, 8, 12]
2.3.1.1 Khỏi quỏt v nm men
Nm men thuc c th n bo, phõn b khp ni. Nm men cú nhiu hỡnh
dng khỏc nhau: hỡnh cu, elip, bu dc v c hỡnh di. Hỡnh dng ca nm men hu
nh khụng n nh, ph thuc vo tui nm men v iu kin nuụi cy.
T bo nm men thng cú kớch thc gp 5-10 ln t bo vi khun. Kớch thc
trung bỡnh ca nm men: chiu di 9-10àm, chiu rng 2-7 àm.

Hỡnh 2.6 Nm men Saccharomyces cerevisiae
T bo nm men cha 75% nc, cht khụ ch yu l protein v hydrat cacbon:
Protein 45-60%
Hydrat cacbon 25-35%
Cht bộo 4-7%
Cht khoỏng 6-9%
Ngoi ra t bo nm men cha hm lng vitamin cao, c bit l vitamin B1
v B6 v nhiu enzym.
Cu to t bo nm men gm cỏc phn sau: thnh t bo nm men c cu to
t cỏc thnh phn khỏc nhau: glucan, manna, protid, lipid, kitin. Mng nguyờn sinh
cht c hỡnh thnh t protein, phospholipids, permease.
10


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

Cht nguyờn sinh thng cú mu xỏm, ch yu c cu to t nc, protid,
glucid, lipid, khi t bo cũn non cht nguyờn sinh thng ng nht hn v gi. Nhõn
ca t bo nm men l nhõn thc, hỡnh bu dc hay hỡnh cu. Nhõn c bao bc mt
lp mng bờn ngoi, bờn trong na l dch nhõn, trong cựng l hch nhõn.

Nm men cú nhiu hỡnh thc sinh sn: sinh sn bng cỏch ny chi hay bng
bo t .
2.3.1.2 Nm men lờn men ru, cn
Trong sn xut ru, cn ngi ta thng dựng Saccharomyces v chia thnh
hai nhúm: lờn men ni v lờn men chỡm. a s nm men bia u thuc nm men chỡm,
cũn men ru ch yu l men ni.
Nm men lờn men ni cú c im l trong giai on lờn men chớnh chỳng to
trờn b mt mt lp bt tng i dy, trng thỏi ny c duy trỡ n khi quỏ trỡnh lờn
men gn kt thỳc. Sau ú nm men lng dn nhng chm v khụng to thnh lp men
xớt bỏm vo ỏy thựng. Theo cu trỳc thỡ nm men ni thuc dng ht, chỳng ớt liờn kt
thnh chui nh nm men chỡm.
Nm men chỡm l mt chng cú enzyme alpha-galatozidaza. Nm men chỡm ch
phỏt trin trong mụi trng lờn men, khụng to thnh bt trờn b mt, lng nhanh khi
lờn men kt thỳc v to thnh lp bỏm sỏt di ỏy thựng.
Yờu cu chung ca nm men dựng trong sn xut cn l: phi cú kh nng lờn
men mnh, bin ng thnh ru nhanh v hon ton. ng thi phi n nh v chu
c nhng bin i ca canh trng.
Mt s nm men dựng trong sn xut ru, cn:
Saccharomyces vini cũn gi l Saccharomyces ellipsoideus theo Lodder hay
Saccharomyces cerevisiae theo Hansen do phn nhiu l hỡnh cu hoc oval,
cú kh nng kt lng nhanh, sinh sn theo cỏch ny chi.
Saccharomyces uvarium c tỏch ra t nc nho, v nc qu phỳc bn t
lờn men t nhiờn, kh nng to bo t cao. Trong quỏ trỡnh lờn men cú kh
nng to c lng cn rt cao.

11


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu


Saccharomyces oviformis theo Lodder l Sac. beuanes saccardo: kh nng
lờn men dch ng to thnh lng cn rt cao. Chỳng cú kh nng lờn
men t nhiu loi ng khỏc nhau nh: glucose, maltose, saccharose v 1/3
rafinose. S. oviformis khụng lờn men c galactose v men ni lờn b mt
dch lờn men to thnh mng .
Saccharomyces cerevisiae cú t bo hỡnh trng hay hỡnh bu dc, cú kh
nng lờn men glucose, galactose, saccharose, 1/3 rafinose, maltose v cỏc
dextrin n gin.
2.3.2 Nm mc [8,16]
2.3.2.1 Gii thiu v nm mc Aspergillus oryzae

Hỡnh 2.7 Nm mc Aspergillus oryzae
Aspergillus oryzae l mt loi nm vi th thuc b Plectascales, lp
Ascomycetes (nang khun).
C th sinh trng ca nú l mt h si bao gm nhng si rt mnh, chiu
ngang 5-7 àm, phõn nhỏnh rt nhiu v cú vỏch ngang, chia si thnh nhiu bao t bo
(nm a bo).
T nhng si nm ngang ny hỡnh thnh nhng si ng thng gi l cung
ớnh bo t, ú cú c quan sinh sn vụ tớnh. Cung ớnh bo t ca Asp.oryzae
thng di 1-2 mm nờn cú th nhỡn thy bng mt thng. Phớa u cung ớnh bo t
phng lờn gi l bng.
T bng ny phõn chia thnh nhng t bo nh, thuụn, di, gi l nhng t bo
hỡnh chai. u cỏc t bo hỡnh chai phõn chia thnh nhng bo t ớnh vo nhau, nờn
12


Chöông 2 Toång Quan Taøi Lieäu

gọi là đính bào tử. Đính bào tử của Asp.oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa
cau…

2.3.2.2 Đặc điểm
Asp.oryzae giàu các enzyme thủy phân nội bào và ngoại bào (amylase, protease,
pectinasa,… ) ta rất hay gặp chúng ở các kho nguyên liệu, trong các thùng chứa đựng
bột, gạo… đã hết nhưng không được rửa sạch, ở cặn bã bia, bã rượu, ở lỏi ngô, ở bã
sắn… Các bào tử này, dễ bị gió cuốn bay xa và rơi vào đâu khi gặp điều kiện thuận lợi
sẽ mọc thành mốc mới.
2.4 Quá trình lên men rượu [1,2,7,12,13]
Lên men là một quá trình trao đổi chất dưới tác dụng của các enzyme tương ứng
gọi là chất xúc tác sinh học. Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men mà người
ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau. Tuy nhiên có hai hình thức lên men chính là
lên men yếm khí và lên men hiếu khí.
Lên men rượu là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nấm men, chúng
sẽ chuyển hóa đường lên men thành ethanol và CO2.
Mục đích: đây là giai đoạn chuyển đường thành rượu dưới tác dụng của nấm
men.
2.4.1 Phương trình tóm tắt quá trình lên men rượu
C6H12O6

2 C2H5OH + 2 CO2 +113,4 Kj

Thật ra quá trình lên men rượu rất phức tạp, qua 10 phản ứng khác nhau, với sự
tham gia của nhiều thế hệ enzyme xúc tác. Kết quả cuối cùng của quá trình lên men
rượu cho ta sản phẩm là rượu etylic, CO2 và một số sản phẩm khác.
2.4.2 Các giai đoạn của quá trình lên men rượu
Quá trình lên men rượu chia làm hai thời kỳ chính:
• Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của oxy, tế bào
nấm men phát triển sinh khối.
• Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này nấm men
hấp thụ các chất dinh dưỡng và sử dụng các enzyme sẵn có của mình thực
13



Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

hin xỳc tỏc sinh hc trong quỏ trỡnh trao i cht duy trỡ s sng, to
thnh ru v CO2.
Giai on lờn men ph:
Mc ớch ca lờn men ph l lm n nh cht lng ru v lm tng
hng thm cho ru. Giai on ny c tớnh t khi lờn men chớnh xong.
Lờn men trong giai on ny khụng xy ra o t do ch cũn li mt ớt men
phõn hy nhng gam ng cui cựng.
ng thi vi khun bt u hot ng lờn men malolactic lm cho ru bt
chua. CO2 cũn tip tc c gii phúng nhng ớt dn, xỏc men lng xung
ỏy bỡnh.
Trong trng hp sau khi lờn men, lng cn to thnh quỏ thp s xy ra hin
tng chua ru do quỏ trỡnh lờn men acetic. Do vy phi tng thờm lng cn cho
ru nhm m bo cht lng ru ng u.
2.4.3 C ch quỏ trỡnh lờn men ru
Thc cht, lờn men l quỏ trỡnh oxy húa kh sinh hc cung cp nng lng
cho t bo vi sinh vt, qua ú hydro tỏch ra khi c cht c chuyn n cht tip
nhn cui cựng l cht hu c. Trong lờn men ru, ethanol v CO2 l sn phm tớch
t chim u th, ngoi ra cũn rt nhiu cỏc sn phm ph khỏc nh cỏc acid, ester,
aldehyde v cỏc ru cao phõn t.
Nm men l tỏc nhõn ca quỏ trỡnh lờn men ru, vi ng l c cht chớnh.
Quỏ trỡnh chuyn húa ng thnh ru, liờn quan mt thit n quỏ trỡnh phosphoryl
húa cỏc hp cht hu c.
ng cựng vi cht dinh dng khỏc ca mụi trng lờn men trc tiờn c
hp th trờn b mt ca t bo nm men. Sau ú chỳng khuch tỏn qua mng t bo
(mng bỏn thm) v vo bờn trong t bo nm men. Trong khi nc vo v ra khi t
bo mt cỏch t do thỡ ng v cỏc cht dinh dng khỏc c gi li. Ti õy nh

hot ng trao i cht ca t bo, ng c chuyn theo chu trỡnh ng phõn
Embden- Megerhof-Parnas (EMP) qua hng lot cỏc phn ng trung gian to thnh
acid pyruvic.
14


Chửụng 2 Toồng Quan Taứi Lieọu

Chu trỡnh EMP

C6H12O6

CH3COCOOH

Acid pyruvic trong iu kin ym khớ, di tỏc dng ca enzym pyruvat
decacboxylase s b kh thnh acetaldehyde v CO2. Sau ú, acetaldehyde b kh
thnh ru etylic di tỏc dng ca enzyme alcoldehydrogenase ca nm men. Ru
etylic v CO2 c to thnh s thoỏt ra khi mng t bo m khuch tỏn vo mụi
trng xung quanh.
Glucose
Hexokinaza
Glucose 6 phosphat
Photphoglucoza isomeraza
Fructose 6 phosphat
PhosphoFructokinaza
Fructose 1,6 diphosphat
Aldolaza
Triophosphat izomeraza
Glyceraldehyd 3 phosphat


Dihydro aceton phosphat

Glyceraldehyd phosphatdehydrogenaza
Acid 1,3 diphosphoglyceric
Phosphoglyceratkinaza
Acid 3 phosphoglyceric
Phosphoglycerat-mutaza
Acid 2 phosphoglyceric
Enoiaza
Acid phosphoenolpyruvic
Pyruvat kinaza
Acid enol pyruvic
Acid pyruvic
Pyruvate decarboxylaza
Ethanal
Aldodeshydrogenaza
Ethanol

Hỡnh 2.8 C ch phõn hy ng trong t bo nm men
15