CHUYÊN NGÀNH NGHIÊN CỨU CỐ ĐỊNH NẤM MEN Saccharomyces cerevisiaeTRÊN BÃ MÍA ĐỂ SẢN XUẤT RƯỢU DÂU TẰM ( Thuyết minh + Kèm Slide )

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI:

Khác với rượu trắng và các loại rượu pha chế, rựơu vang là loại đồuống lên men trực tiếp từ nước quả. Khi quá trình lên men kết thúc, người ta không chưng cất mà để lắng trong tựnhiên, gạn lọc và hoàn thành sản phẩm. Rượu vang vốn có nguồn gốc từ quản ho, nên có tên gọi là “Vin” hoặc “Wine”, ngày nay người ta mởrộng ý nghĩa của rượu vang là rượu không chưng cất từcác loại nước quả.
Sản xuất rượu trái cây dựa trên cơsởcác quá trình hóa sinh xảy ra trong quá trình lên men các loại nước quảdưới tác dụng của hệenzyme nấm men. Nấm men sử dụng nguồn cơchất từnước quả( nho, mơ, dứa, dâu tằm, … ) có chứa đường glucose, fructose, các chất peptin, các axit hữu cơ( axit tactaric, malic, sucsinic) và muối của những axit này, các hợp chất màu, hợp chất hương, vitamin, muối khoáng, …vừa đểtăng sinh khối, vừa tạo ra sản phẩm rượu, CO2, glyxerin, axit acetic, axit lactic, …
Hiện nay, có hai phương pháp lên men rượu vang: lên men tựnhiên và lên men nhờ các chủng nấm men thuần khiết. Phương pháp sản xuất rượu vang từchủng thuần khiết có rất nhiều ưu điểm: thời gian lên men nhanh, sửdụng triệt để nguồn cơ chất, nồng độ cồn thu được cao hơn lên men tựnhiên là 0,1 – 1o, vang sáng màu nhanh hơn, có hương vị thanh khiết hơn.
Trong quá trình sản xuất rượu nấm men thường bịloại bỏsau khi kết thúc quá trình lên men. Nấm men sau khi loại bỏkhông thểtái sửdụng gây lãng phí. Hơn thếnữa, nấm men phân tán trong dung dịch, nên không thểlọc bỏhết triệt để, trong quá trình bảo quản phần nấm men còn sót lại sẽlắng xuống đáy, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm vềchỉ tiêu cảm quan. Đểgiải quyết những vấn đềnày, các nhà khoa học đã đềra biện pháp: sử dụng nấm men cố định vào lên men rượu .
Phương pháp này mục tiêu là giữcác tếbào nấm men trên một chất mang, nhằm tăng hệu suất thu hồi và giảm chi phí tinh sạch. Trên thếgiới hiện nay có rất nhiều phương pháp cố định đã được áp dụng.
Đối với sản xuất qui mô công nghiệp, người ta lên kếhoạch sản xuất dựa trên chi phí nguyên liệu, và chi phí sản xuất. Vì thếnên xu hướng hiện nay là tận dụng nguyên liệu rẻ tiền hoặc phếphẩm. Điều này đã dẫn đến nhiều cuộc nghiên cứu, nhằm tìm kiếm, những nguyên liệu rẽtiền thường bịlãng quên, hay cách tận dụng nguồn phếphẩm.

Chương 1: Mở đầu.

Ở nước ta, nghềtrồng dâu tằm đã có từrất lâu. Tuy nhiên, lại có truyền thống là “trồng dâu nuôi tằm”, lấy lá mà không lấy trái. Trái dâu được làm mứt, bánh kẹo, như một nguồn kinh tếphụ. Có thểnói, trái dâu ởnước ta bịxem nhưlà nguồn sản phẩm thứ cấp của ngành nông nghiệp. Vì hàm lượng đường trong dâu tằm khá cao ( 10%), màu trái dâu rất đậm và có đặc điểm rất riêng đểtạo ra vang đỏ. Thếnên, việc ứng dụng dâu trong sản xuất rượu vang mang lại tiềm năng kinh tếrất lớn mà ta không thểbỏqua.
Như đã nói ởtrên, cố định tếbào nấm men là một phương pháp mới, đi đôi với nó là vấn đềchất mang. Tiêu chí kinh tế đặt ra là chất mang càng rẻ, càng dễtìm, càng tốt. Dựa vào lý thuyết vềyêu cầu chất mang, cũng nhưnguyên tắc của phương pháp, thì các vật liệu lignocellulose là một chất mang sinh học đã được khám phá, và bã mía đã được áp dụng. Bã mía là nguồn phếphẩm của ngành công nghiệp sản xuất đường, thường được làm nguyên liệu cho ngành sản xuất thức ăn gia súc và làm nguồn nguyên liệu cho nhà máy. Tuy nhiên, nguồn phếphẩm này rất lớn, và tiềm năng không nhỏ,nên ngày nay đã có nhiều hướng nghiên cứu ứng dụng bã mía. Một trong số đó là nghiên cứu cố định vi
sinh vật trên bã mía

MỤC LỤC:

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 5
1.1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI: .................................................................................... 2
1.2.MỤC TIÊU ĐỀTÀI: ......................................................................................................... 3
1.3.NỘI DUNG NGIÊN CỨU: ............................................................................................... 3
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN .................................................................................................. 4
2.1.NẤM MEN Saccharomyces cerevisiae: ............................................................................ 5
2.1.1. Đặc điểm hình thái và cấu tạo của nấm men: ................................................................ 5
2.1.2.Đặc điểm sinh lý của nấm men: ..................................................................................... 7
2.2.1. Ưu & nhược điểm của nấm men cố định: ................................................................... 11
2.2.2. Chất mang trong kỹthuật cố định tếbào: ................................................................... 11
2.2.3. Kỹthuật cố định tếbào: .............................................................................................. 13
2.3. SƠLƯỢC VỀNGUỒN BÃ MÍA: ................................................................................ 16
2.3.1. Nguồn bã mía: ............................................................................................................. 16
2.3.2. Cấu tạo hóa học bã mía: .............................................................................................. 16
2.4. PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TRÊN CHẤT MANG BÃ MÍA: .................................... 20
2.4.1. Vật liệu: ....................................................................................................................... 20
2.4.2. Nguyên tắc và phương pháp thực hiện: ....................................................................... 20
2.5. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT RỰƠU VANG DÂU TẰM: .............................................. 23
2.5.1. Bản chất của quá trình lên men: .................................................................................. 23
2.5.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae: ......................................................................... 25
2.5.3. Dâu tằm: ...................................................................................................................... 25
2.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men: ............................................................. 27
2.5.5. Quá trình lên men rựơu vang: ...................................................................................... 31
CHƯƠNG III: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ........................................................................ 35
3.1. NHỮNG NGHIÊN CỨU TRÊN THẾGIỚI: ................................................................ 36
3.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỞVIỆT NAM: ............................................................... 42
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN .................................................................................................. 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO: .................................................................................................... 45
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Phân loại chất mang .................................................................................. 12
Bảng 2.2. So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp cố định tếbào ................... 15
Bảng2. 3.: Thành phần hóa học của bã mía .............................................................. 17
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của dâu tằm ............................................................. 26
Bảng 2.5. Hàm lượng vitamin có trong dâu tằm ....................................................... 27
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Cấu tạo tếbào nấm men.(a) Mô hình mặt cắt tếbào, (b) Hình mô phỏng các
thành phần của tếbào ................................................................................................... 5
Hình 2.2. Vỏtếbào nấm men ...................................................................................... 6
Hình 2.3. Cấu trúc màng sinh chất (Theo sách của Prescott, Harley và Klein) ........... 6
Hình 2.4. Chức năng của chất dinh dưỡng ................................................................... 8
Hình 2.5. Chu kỳsinh sản của nấm men Saccharomyces ............................................ 9
Hình 2.6. Đồthịsinh trưởng và thành phần dinh dưỡng trong lên men vi sinh ...... 10
Hình 2.7. Sản lượng và năng suất mía ...................................................................... 16
Hình 2.8. Cấu trúc của lignocellulose. Lớp S1 vàS3 chứa hemicellulose và cellulose vô
định hình nhiều hơn. Lớp S2 chứa các vùng cellulose kết tinh. ............................... 17
Hình 2.9. Cấu tạo cellulose ....................................................................................... 18
Hình 2.10. Cấu trúc Hemicellulose ........................................................................... 19
Hình 2.11. Cấu tạo Lignin. ........................................................................................ 20
Hình 2.12. Cấu trúc của chất mang bã mía.(a) Hình sợi bã mía ,(b) Hình nấm men bên
trong bã mía, (c) Hình nấm men bám vào nhu mô bã mía ........................................ 22
Hình 2.13.a. Quá trình đường phân ........................................................................... 24
Hình 2.13.b. Quá trình chuyển hóa acid pyruvic thành ethanol ............................... 25
Hình 2.14. Cây dâu tằm Đà Lạt .................................................................................. 26
Hình 2.15. Dâu tằm đen Đà Lạt ................................................................................. 26
Hình 3.1. Đồthịcho thấy sựgiảm khối lượng bã mía theo thời gian ....................... 36
Hình 3.2. Đánh giá các thông sốcủa quá trình lên men rượu liên tục trên thân cây mía với
các nồng độpha loãng. .............................................................................................. 38
Hình 3.3. Cố định và duy trì hiệu quảtếbào cố định theo thời gian ........................ 40
Hình 3.4. Tốc độtăng trưởng theo thời gian của tếbào cố định ............................... 40
Hình 3.5. Sựthay đổi của pH theo thời gian ............................................................. 4

LINK DOWNLOAD

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀTÀI: