Nấm men cho sản xuất rượu vang

LÔØI CAÛM ÔN Vôùi khoaûng thôøi gian hôn boán naêm ngoài treân gheá giaûng ñöôøng, vaø ñaëc bieät laø hôn boán thaùng laøm luaän vaên toát nghieäp vöøa qua, em ñaõ tröôûng thaønh raát nhieàu trong vieäc nghieân cöùu cuõng nhö trong reøn luyeän nhaân caùch baûn thaân. Ñeå coù ñöôïc nhöõng ñieàu naøy, em xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh nhaát ñeán taát caû caùc quyù thaày coâ trong tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa, vaø ñaëc bieät laø caùc thaày coâ trong Boä moân Coâng ngheä thöïc phaåm, nhöõng ngöôøi ñaõ giuùp ñôõ vaø dìu daét em raát nhieàu treân con ñöôøng trôû thaønh moät kyõ sö, moät trí thöùc treû trong töông lai. Em cuõng xin göûi lôøi caûm ôn chaân thaønh vaø saâu saéc nhaát ñeán thaày Leâ Vaên Vieät Maãn vaø coâ Toân Nöõ Minh Nguyeät ñaõ taän tình höôùng daãn vaø chæ baûo cho em trong thôøi gian laøm luaän vaên vöøa qua. Con xin caûm ôn boá meï ñaõ heát loøng yeâu thöông, chaêm soùc vaø coå vuõ tinh thaàn cho con, giuùp con vöôït qua ñöôïc nhöõng giai ñoaïn khoù khaên nhaát trong coâng vieäc cuõng nhö trong cuoäc soáng. Toâi xin göûi lôøi caûm ôn ñeán taát caû baïn beø toâi, nhöõng ngöôøi ñaõ cho toâi hieåu theá naøo laø moät tình baïn chaân thaønh vaø ñeïp ñeõ, nhöõng ngöôøi ñaõ luoân ôû beân caïnh toâi ñoäng vieân vaø giuùp ñôõ toâi. TpHCM, ngaøy 10 thaùng 01 naêm 2007 Sinh vieân Nguyeãn Thò Hieàn Löông MUÏC LUÏC Danh muïc caùc baûng Chöông 2: TOÅNG QUAN 3 Baûng 2.1: Thaønh phaàn cuûa dòch nho vaø röôïu vang thoâng thöôøng 3 Baûng 2.2: Thaønh phaàn caùc moät soá acid höõu cô chính trong dòch nho ñoû vaø röôïu vang ñoû 6 Baûng 2.3: Caùc ñaëc tính mong muoán cuûa naám men vang 10 Baûng 2.4: So saùnh caùc kyõ thuaät coá ñònh teá baøo 12 Baûng 2.5: Moät soá chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang 14 Baûng 2.6: Toác ñoä söû duïng cô chaát vaø hình thaønh saûn phaåm cuûa naám men coá ñònh trong gel alginate vaø naám men töï do 26 Baûng 2.7: Caùc hôïp chaát höông chính cuûa röôïu vang taïo bôûi naám men coá ñònh vaø naám men töï do trong khoaûng nhieät ñoä 15 – 20oC 29 Baûng 2.8: Thaønh phaàn cuûa röôïu vang traéng leân men baèng 4 loaïi naám men coá ñònh trong gel alginate vaø naám men töï do 30 Baûng 2.9: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán ñoäng hoïc quaù trình leân men trong quaù trình leân men tónh röôïu vang ôû 30oC bôûi teá baøo coá ñònh saáy thaêng hoa (freeze-dried gluten supported biocatalyst – FGB), teá baøo töï do saáy thaêng hoa (freef reeze-dried cells – ffdc) vaø teá baøo coá ñònh chöa qua saáy (wet gluten supported biocatalyst – WGB) 33 Baûng 2.10: Caùc nguyeân nhaân cô baûn gaây ra hieän töôïng keùo daøi thôøi gian leân men hoaëc quaù trình leân men keát thuùc khi haøm löôïng ñöôøng soùt coøn raát cao 44 Baûng 2.11: Naêng suaát sinh coàn trong quaù trình leân men dòch nho bôûi naám men coá ñònh treân kissiris, g-alumina vaø alginate taïi 7, 13 vaø 27oC 47 Baûng 2.12: Caùc hôïp chaát deã bay hôi taïo thaønh trong suoát quaù trình leân men lieân tuïc röôïu vang söû duïng naám men coá ñònh treân mieáng taùo vaø quaù trình leân men tónh söû duïng naám men töï do. Quaù trình leân men ñöôïc thöïc hieän ôû 30oC 48 Chöông 3: NGUYEÂN LIEÄU vaø PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 51 Baûng 3.1: Thaønh phaàn cuûa dòch nho sau khi eùp 52 Baûng 3.2: Caùc chaát boå sung vaøo dòch nho khi khaûo saùt aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán quaù trình leân men 56 Baûng 3.3: Caùc chaát boå sung vaøo dòch nho khi khaûo saùt aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán quaù trình leân men 56 Chöông 4: KEÁT QUAÛ vaø BAØN LUAÄN 66 Baûng 4.1: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh tröôûng rieâng cöïc ñaïi cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 69 Baûng 4.2: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán haøm löôïng ñöôøng soùt trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 72 Baûng 4.3: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng cöïc ñaïi cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 74 Baûng 4.4: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 74 Baûng 4.5: Ñoä leân men öùng vôùi haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu khaùc nhau 75 Baûng 4.6: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán thôøi gian leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 75 Baûng 4.7: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 76 Baûng 4.8: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán haøm löôïng coàn ñaït ñöôïc trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 81 Baûng 4.9: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 82 Baûng 4.10: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 83 Baûng 4.11: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn trung bình cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 84 Baûng 4.12: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán hieäu suaát sinh toång hôïp coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 86 Baûng 4.13: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh tröôûng rieâng cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 93 Baûng 4.14: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán haøm löôïng ñöôøng soùt trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 96 Baûng 4.15: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 96 Baûng 4.16: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng cöïc ñaïi (chæ xeùt cho giaù trò cöïc ñaïi ñaàu tieân) trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 97 Baûng 4.17: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán thôøi gian leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 99 Baûng 4.18: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 99 Baûng 4.19: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn cöïc ñaïi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 103 Baûng 4.20: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng cöïc ñaïitrong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 104 Baûng 4.21: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 105 Baûng 4.22: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán hieäu suaát sinh toång hôïp coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 106 Danh muïc caùc hình veõ Chöông 2: TOÅNG QUAN 3 Hình 2.1: Nho xanh vaø nho ñoû 4 Hình 2.2: Cô cheá cuûa quaù trình bieán ñoåi caùc hôïp chaát nitô bôûi naám men 6 Hình 2.3: Caùc acid khoâng bay hôi trong röôïu vang 6 Hình 2.4: Caáu truùc phaân töû cuûa acid tannic 8 Hình 2.5: Caùc kyõ thuaät cô baûn ñeå coá ñònh teá baøo 11 Hình 2.6: Caáu truùc cuûa alginate 18 Hình 2.7: Cô cheá taïo gel cuûa alginate theo phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi 19 Hình 2.8: Cô cheá taïo gel cuûa alginate theo phöông phaùp taïo gel töø beân trong 20 Hình 2.9: Con ñöôøng hình thaønh caùc chaát taïo höông vò cho röôïu vang 28 Hình 2.10: Haøm löôïng ethanol (P) thay ñoåi theo thôøi gian öùng vôùi caùc noàng ñoä cô chaát khaùc nhau. 31 Hình 2.11: Toác ñoä söû duïng glucose cöïc ñaïi vaø toác ñoä taïo thaønh ethanol cöïc ñaïi khi haøm löôïng ñöôøng thay ñoåi 31 Hình 2.12: Söï thay ñoåi haøm löôïng ñöôøng theo thôøi gian. 32 Hình 2.13: Söï söû duïng glucose trong suoát quaù trình leân men. 33 Hình 2.14: Khaû naêng taïo coàn cuûa naám men trong suoát quaù trình leân men 33 Hình 2.15: Aûnh höôûng cuûa pH ñeán toác ñoä leân men cuûa naám men coá ñònh vaø naám men töï do 35 Hình 2.16: Aûnh höôûng cuûa pH ñeán khaû naêng soáng soùt cuûa naám men coá ñònh 35 Hình 2.17: Aûnh höôûng cuûa pH ñeán haøm löôïng coàn taïo thaønh trong suoát quaù trình leân men 36 Hình 2.18: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng SO2 ñeán quaù trình leân men röôïu vang traéng 37 Hình 2.19: Aûnh höôûng cuûa SO2 ñeán haøm löôïng coàn taïo thaønh trong suoát quaù trình leân men. 38 Hình 2.20: Aûnh höôûng cuûa tannin ñeán haøm löôïng coàn taïo thaønh trong suoát quaù trình leân men. 39 Hình 2.21: Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä leân men ñeán haøm löôïng coàn taïo thaønh trong suoát quaù trình leân men. 40 Hình 2.22: Aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán ñoäng hoïc quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men coá ñònh treân DCM vaø naám men töï do 41 Hình 2.23: Söï chuyeån hoùa acid malic bôûi naám men töï do vaø naám men Schizosaccharomyces pombe coá ñònh khi söû duïng caùc haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu khaùc nhau. 43 Hình 2.24: Ñoäng hoïc cuûa quaù trình leân men röôïu vang ôû nhöõng nhieät ñoä khaùc nhau söû duïng naám men coá ñònh treân gluten. 46 Chöông 3: NGUYEÂN LIEÄU vaø PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙU 51 Hình 3.1: Quy trình eùp nho 51 Hình 3.2: Sô ñoà nghieân cöùu 53 Hình 3.3: Quy trình coá ñònh naám men trong gel alginate baèng phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi 54 Chöông 4: KEÁT QUAÛ vaø BAØN LUAÄN 66 Hình 4.1: Söï thay ñoåi maät ñoä teá baøo naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L) 67 Hình 4.2: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh tröôûng rieâng cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 68 Hình 4.3: Söï thay ñoåi noàng ñoä chaát khoâ trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 70 Hình 4.4: Söï thay ñoåi haøm löôïng ñöôøng trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 71 Hình 4.5: Söï thay ñoåi toác ñoä söû duïng ñöôøng trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 72 Hình 4.6: Söï thay ñoåi toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 73 Hình 4.7: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 76 Hình 4.8: Söï thay ñoåi haøm löôïng nitô amin töï do trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 78 Hình 4.9: Söï thay ñoåi haøm löôïng nitô ammonium trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 79 Hình 4.10: Söï thay ñoåi haøm löôïng coàn trong trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 80 Hình 4.11: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh toång hôïp coàn trong trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 82 Hình 4.12: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng trong trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 83 Hình 4.13: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 84 Hình 4.14: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu ñeán hieäu suaát sinh toång hôïp coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 85 Hình 4.15: Söï thay ñoåi pH trong trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 86 Hình 4.16: Söï thay ñoåi haøm löôïng acid toång trong trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 87 Hình 4.17: Söï thay ñoåi haøm löôïng acid deã bay hôi trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng ñöôøng ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 200 – 360g/L). 88 Hình 4.18: Söï thay ñoåi maät ñoä teá baøo naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 91 Hình 4.19: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh tröôûng rieâng cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 9,8g/L). 92 Hình 4.20: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh tröôûng rieâng cuûa naám men trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate khi haøm löôïng tannin ban ñaàu laø 17,8g/L. 93 Hình 4.21: Söï thay ñoåi noàng ñoä chaát khoâ trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 94 Hình 4.22: Söï thay ñoåi haøm löôïng ñöôøng trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 95 Hình 4.23: Söï thay ñoåi toác ñoä söû duïng ñöôøng trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 96 Hình 4.24: Söï thay ñoåi toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 97 Hình 4.25: AÛnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä söû duïng ñöôøng trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 99 Hình 4.26: Söï thay ñoåi haøm löôïng nitô amin töï do trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 100 Hình 4.27: Söï thay ñoåi haøm löôïng nitô ammonium trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 101 Hình 4.28: Söï thay ñoåi haøm löôïng coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 102 Hình 4.29: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh toång hôïp coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate khi haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L. 103 Hình 4.30: Söï thay ñoåi toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 104 Hình 4.31: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn trung bình trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 105 Hình 4.32: Aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán hieäu suaát sinh toång hôïp coàn trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate. 106 Hình 4.33: Söï thay ñoåi pH trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 107 Hình 4.34: Söï thay ñoåi haøm löôïng acid toång trong quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 108 Hình 4.35: Söï thay ñoåi haøm löôïng acid deã bay hôi trong quaù trình leân men röôïu vang, söû duïng naám men töï do vaø naám men coá ñònh trong gel alginate (haøm löôïng tannin ban ñaàu thay ñoåi trong khoaûng 1,8 – 17,8g/L). 109 Danh muïc moät soá thuaät ngöõ vaø chöõ vieát taét ADH : enzyme alcohol dehydrogenase CD : Naám men coá ñònh DCM : Delignified Cellulosic Material DEAE-cellulose : diethylaminoethyl-cellulose EEFA : ethyl ester fatty acid FGB : freeze-dried gluten supported biocatalyst, laø teá baøo coá ñònh saáy thaêng hoa. Ffdc : free freeze-dried cells, laø teá baøo töï do saáy thaêng hoa. NS : non-Saccharomyces, laø nhöõng loaøi naám men khoâng thuoäc gioáng Saccharomyces. TD : Naám men töï do WGB : wet gluten supported biocatalyst, laø teá baøo coá ñònh chöa qua saáy m : Toác ñoä sinh tröôûng rieâng töùc thôøi cuûa teá baøo, laø toác ñoä sinh tröôûng tính treân moät ñôn vò teá baøo taïi moät thôøi ñieåm nhaát ñònh. Ñôn vò: h-1 mmax : Toác ñoä sinh tröôûng rieâng cöïc ñaïi cuûa teá baøo, laø toác ñoä sinh tröôûng rieâng lôùn nhaát trong toaøn boä quaù trình leân men. Ñôn vò: h-1 gS : Toác ñoä söû duïng ñöôøng töùc thôøi cuûa naám men, laø haøm löôïng ñöôøng maø naám men söû duïng trong moät ñôn vò thôøi gian. Ñôn vò: g/L/h gSmax : Toác ñoä söû duïng ñöôøng cöïc ñaïi cuûa naám men, laø toác ñoä söû duïng ñöôøng lôùn nhaát trong toaøn boä quaù trình leân men. Ñôn vò: g/L/h gS : Toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng töùc thôøi cuûa naám men, laø toác ñoä söû duïng ñöôøng tính treân moät ñôn vò teá baøo taïi moät thôøi ñieåm nhaát ñònh. Ñôn vò: g/h/1012 teá baøo gSmax : Toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng cöïc ñaïi cuûa naám men, laø toác ñoä söû duïng ñöôøng rieâng lôùn nhaát trong toaøn boä quaù trình leân men. Ñôn vò: g/h/1012 teá baøo t : Toång thôøi gian leân men, ñöôïc xaùc ñònh töø ñoä leân men. Ñôn vò: h KS : Toác ñoä söû duïng ñöôøng trung bình, laø haøm löôïng ñöôøng trung bình ñöôïc naám men söû duïng trong moät ñôn vò thôøi gian leân men. Ñôn vò: g/L/h gP : Toác ñoä sinh toång hôïp coàn töùc thôøi cuûa naám men, laø haøm löôïng coàn maø naám men sinh toång hôïp ñöôïc trong moät ñôn vò thôøi gian. Ñôn vò: g/L/h gpmax : Toác ñoä sinh toång hôïp coàn cöïc ñaïi cuûa naám men, laø toác ñoä sinh toång hôïp coàn lôùn nhaát trong toaøn boä quaù trình leân men. Ñôn vò: g/L/h gP : Toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng töùc thôøi cuûa naám men, laø toác ñoä sinh toång hôïp coàn tính treân moät ñôn vò teá baøo taïi moät thôøi ñieåm nhaát ñònh. Ñôn vò: g/h/1012 teá baøo gPmax : Toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng cöïc ñaïi cuûa naám men, laø toác ñoä sinh toång hôïp coàn rieâng lôùn nhaát trong toaøn boä quaù trình leân men. Ñôn vò: g/h/1012 teá baøo KP : Toác ñoä sinh toång hôïp coàn trung bình, laø haøm löôïng coàn trung bình ñöôïc naám men sinh toång hôïp trong moät ñôn vò thôøi gian leân men. Ñôn vò: g/L/h h : Hieäu suaát sinh toång hôïp coàn, laø soá mol ethanol ñöôïc taïo thaønh töø moät mol glucose ñöôïc naám men söû duïng. Ñôn vò: mol ethanol/ mol glucose. GIÔÙI THIEÄU Nhö chuùng ta ñaõ bieát, röôïu vang laø moät trong nhöõng saûn phaåm leân men coù lòch söû laâu ñôøi nhaát. Theo caùc taøi lieäu coå, röôïu vang coù xuaát xöù töø caùc nöôùc AÛ Raäp vaøo khoaûng theá kyû 18 hay 19 tröôùc Coâng nguyeân vaø cho ñeán nay, röôïu vang ñaõ trôû neân phoå bieán khaép nôi treân theá giôùi. Röôïu vang ñöôïc öa thích tröôùc heát laø do höông vò heát söùc ñaëc tröng maø khoâng loaïi saûn phaåm naøo coù theå thay theá, sau ñoù laø do noù ñem laïi caûm giaùc saûng khoaùi vaø söùc khoûe cho ngöôøi uoáng. Ñaàu tieân, röôïu vang ñöôïc taïo ra baèng quaù trình leân men töï phaùt. Sau ñoù, ngöôøi ta ñaõ tieán haønh phaân laäp caùc chuûng naám men vaø caáy vaøo dòch leân men loaøi Saccharomyces cerevisiae thuaàn thieát ñeå thuùc ñaåy quaù trình leân men vaø taêng chaát löôïng cuûa röôïu vang. Tuy nhieân, vieäc söû duïng naám men töï do ñeå leân men coù khaù nhieàu nhöôïc ñieåm: Thôøi gian leân men daøi, naêng suaát leân men thaáp. Tieâu toán nhieàu naêng löôïng ñeå taùch naám men ra khoûi röôïu vang sau quaù trình leân men. Khaû naêng taùi söû duïng naám men raát thaáp. Khoù töï ñoäng hoùa quaù trình leân men. Ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm naøy, nhieàu nghieân cöùu veà vieäc söû duïng naám men coá ñònh trong saûn xuaát röôïu vang ñaõ ñöôïc thöïc hieän. Caùc nghieân cöùu naøy ñeàu cho thaáy naám men coá ñònh coù nhieàu öu ñieåm hôn haún so vôùi naám men töï do: Taêng toác ñoä söû duïng cô chaát, ruùt ngaén thôøi gian leân men. OÅn ñònh hoaït tính cuûa naám men. Caùc chaát mang coá ñònh coù taùc duïng nhö laø moät taùc nhaân baûo veä teá baøo choáng laïi nhöõng aûnh höôûng baát lôïi cuûa pH, nhieät ñoä, dung moâi vaø ngay caû caùc kim loaïi naëng. Deã daøng taùch naám men ra khoûi saûn phaåm sau quaù trình leân men, do ñoù laøm giaûm chi phí veà thieát bò vaø naêng löôïng. Coù theå taùi söû duïng naám men nhieàu laàn. Taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc toái öu hoùa vaø töï ñoäng hoùa quaù trình leân men. Caùc nghieân cöùu tröôùc ñaây veà öùng duïng naám men coá ñònh trong saûn xuaát röôïu vang chuû yeáu khaûo saùt quaù trình söû duïng ñöôøng, quaù trình sinh toång hôïp coàn vaø söï hình thaønh caùc hôïp chaát höông maø ít ñeà caäp ñeán ñoäng hoïc quaù trình sinh tröôûng cuûa naám men, quaù trình söû duïng caùc hôïp chaát nitô cuõng nhö söï chuyeån hoùa cuûa caùc acid höõu cô trong suoát quaù trình leân men chính. Chuùng toâi cuõng tìm thaáy raát ít caùc nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa moät soá yeáu toá coâng ngheä trong quaù trình saûn xuaát ñeán ñoäng hoïc quaù trình leân men röôïu vang söû duïng naám men coá ñònh nhö aûnh höôûng cuûa haøm löôïng tannin, haøm löôïng SO2 trong dòch nho ban ñaàu. Tuy nhieân, caùc nghieân cöùu naøy cuõng chæ khaûo saùt quaù trình sinh toång hôïp coàn maø chöa khaûo saùt moät caùch toaøn dieän aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá naøy ñeán taát caû caùc maët trong quaù trình leân men chính. Treân cô sôû ñoù, chuùng toâi ñeà xuaát ñeà taøi nghieân cöùu “Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa caùc yeáu toá coâng ngheä ñeán ñoäng hoïc quaù trình leân men röôïu vang nho söû duïng naám men coá ñònh”. Chuùng toâi tieán haønh khaûo saùt aûnh höôûng cuûa 4 yeáu toá coâng ngheä, bao goàm: pH, haøm löôïng ñöôøng, haøm löôïng SO2 vaø haøm löôïng tannin ban ñaàu. Tuy nhieân, trong phaïm vi baøi luaän vaên naøy, toâi chæ xin trình baøy sö aûnh höôûng cuûa 2 yeáu toá laø haøm löôïng ñöôøng vaø haøm löôïng tannin ban ñaàu. Keát quaû veà söï aûnh höôûng cuûa pH vaø haøm löôïng SO2 trong dòch nho ñeán quaù trình leân men seõ do moät baïn khaùc trình baøy. Trong nghieân cöùu naøy, chuùng toâi söû duïng chaát mang laø alginate - moät polysaccharide thu ñöôïc töø rong mô phaân boá doïc theo bôø bieån mieàn Trung cuûa Vieät Nam. Chuùng toâi laàn löôït khaûo saùt aûnh höôûng cuûa haøm löôïng ñöôøng vaø haøm löôïng tannin ban ñaàu ñeán caùc vaán ñeà sau: Ñoäng hoïc quaù trình sinh tröôûng cuûa naám men. Ñoäng hoïc quaù trình söû duïng cô chaát: ñöôøng khöû, nitô amin vaø nitô voâ vô. Ñoäng hoïc quaù trình hình thaønh saûn phaåm: do thôøi gian haïn heïp vaø chöa coù ñieàu kieän veà kinh phí neân trong phaïm vi baøi luaän vaên naøy, chuùng toâi chæ trình baøy saûn phaåm quan troïng nhaát cuûa quaù trình leân men laø coàn maø chöa trình baøy caùc hôïp chaát höông. Vaø chuùng toâi cuõng khaûo saùt theâm söï chuyeån hoùa cuûa caùc acid höõu cô trong suoát quaù trình leân men chính. TOÅNG QUAN TOÅNG QUAN VEÀ RÖÔÏU VANG, NHO VAØ NAÁM MEN DUØNG TRONG SAÛN XUAÁT RÖÔÏU VANG Röôïu vang Röôïu vang nho laø saûn phaåm thu ñöôïc baèng con ñöôøng leân men coàn töø dòch nho. Röôïu vang nho coù theå ñöôïc saûn xuaát töø moät gioáng nho rieâng bieät, hoaëc töø hoãn hôïp hai hay ba gioáng nho khaùc nhau. Vì vaäy saûn phaåm vang nho coù soá löôïng vaø chuûng loaïi raát phong phuù, ña daïng. Veà maët coâng ngheä, saûn phaåm vang nho ñöôïc chia ra thaønh hai nhoùm lôùn [1]: Nhoùm röôïu vang khoâng coù gas Nhoùm röôïu vang coù gas Do quaù trình leân men, thaønh phaàn cuûa röôïu vang khaùc vôùi thaønh phaàn cuûa dòch nho ban ñaàu (baûng 2.1) [199]. Baûng 2.1: Thaønh phaàn cuûa dòch nho vaø röôïu vang thoâng thöôøng [199] Hôïp chaát % trong dòch nho % trong röôïu vang Nöôùc 75,0 86,0 Ñöôøng (fructose, glucose vaø moät ít saccharose) 22,0 0,3 Alcohols (ethanol vaø haøm löôïng veát cuûa terpenes, glycerols vaø röôïu baäc cao) 0,1 11,2 Acid höõu cô (tartaric, malic vaø moät ít lactic, succinic, oxalic,…) 0,9 0,6 Khoaùng (potassium, calcium vaø moät ít sodium, magnesium, iron,…) 0,5 0,5 Phenols (caùc flavonoid nhö laø caùc chaát maøu cuøng vôùi caùc nonflavonoid nhö laø cinnamic acid vaø vanillin) 0,3 0,3 Caùc hôïp chaát chöùa nitô (protein, amino acid, humin, amide, ammonia,…) 0,2 0,1 Caùc hôïp chaát höông (caùc ester nhö laø ethyl caproate, ethyl butyrate,…) Veát Veát TOÅNG 100,0 100,0 Nho Phaân loaïi Phaân loaïi khoa hoïc cuûa nho [217]: Giôùi (regnum) : Plantae Ngaønh (divisio) : Magnoliophyta Lôùp (class) : Magnoliopsida Boä (ordo) : Vitales Hoï (familia) : Vitaceae Chi (genus) : Vitis Trong ñoù, loaøi Vitis vinifera laø thích hôïp nhaát ñeå saûn xuaát röôïu vang vì loaøi naøy chöùa [216]: Haøm löôïng caùc chaát dinh döôõng cao, caàn thieát cho söï phaùt trieån cuûa naám men vang. Haøm löôïng acid khaù cao, ñuû ñeå öùc cheá söï phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät khoâng mong muoán trong vaø sau quaù trình leân men. Haøm löôïng ñöôøng ñuû ñeå taïo ra haøm löôïng coàn cao, nhôø ñoù öùc cheá ñöôïc caùc vi sinh vaät gaây hö hoûng trong röôïu vang. Caùc hôïp chaát höông vôùi thaønh phaàn vaø löôïng thích hôïp, vì theá röôïu vang taïo thaønh coù tính chaát caûm quan toát. Döïa vaøo nguoàn goác gioáng nho, coù theå chia thaønh 2 nhoùm cô baûn laø [1] : Nho traéng: traùi nho khi chín voû khoâng coù maøu hoaëc maøu vaøng luïc nhaït. Nho ñoû: traùi nho khi chín voû coù maøu ñoû – tím ôû nhöõng möùc ñoä khaùc nhau (Hình 2.1). a) b) c) Hình 2.1: Nho xanh (a) vaø nho ñoû (b, c) Thaønh phaàn hoùa hoïc Thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nho thay ñoåi theo gioáng, ñoä chín, thôøi vuï thu hoaïch, ñieàu kieän ñaát ñai, khí haäu, kyõ thuaät canh taùc …. Thaønh phaàn cô baûn cuûa nho ñöôïc neâu ra nhö trong baûng 2.1. Moät soá caùc hôïp chaát quan troïng trong nho vaø röôïu vang: Ñöôøng Thoâng thöôøng dòch nho ñeå saûn xuaát röôïu vang chöùa 16 – 26% (w/v) ñöôøng. Trong nho khoâ vaø trong nho thu hoaïch treã, haøm löôïng ñöôøng coù theå leân tôùi treân 30% (w/v). Dòch nho coâ ñaëc vôùi haøm löôïng ñöôøng 35oBx ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát röôïu vang coù haøm löôïng coàn cao (Buescher vaø coäng söï, 2001). Khi ñoù ñoä leân men ñaït khoaûng 86 – 87%. Haøm löôïng ñöôøng cao coù theå aûnh höôûng ñeán khaû naêng leân men cuûa naám men [129]. Dòch nho tröôùc khi leân men thöôøng chöùa tyû leä caân baèng cuûa glucose vaø fructose. Trong suoát quaù trình leân men, taát caû caùc chuûng Saccharomyces cerevisiae ñeàu öu tieân söû duïng glucose hôn laø fructose. Haøm löôïng ethanol cao coù taùc ñoäng öùc cheá maïnh söï söû duïng fructose hôn laø glucose. Trong khi ñoù, boå sung nitô vaøo dòch nho seõ kích thích söï söû duïng fructose hôn laø glucose [26, 49]. Nitô Caùc hôïp chaát nitô raát caàn cho söï phaùt trieån vaø trao ñoåi chaát cuûa naám men. Trong soá caùc chaát dinh döôõng maø naám men coù theå söû duïng ñöôïc trong suoát quaù trình leân men dòch nho, veà soá löôïng, nitô laø thaønh phaàn quan troïng thöù hai sau caùc hôïp chaát carbon. Coù nhieàu hôïp chaát chöùa nitô coù maët trong dòch nho, vôùi haøm löôïng thay ñoåi töø 60 – 2400mg/L [85]. Saccharomyces cerevisiae coù khaû naêng söû duïng caùc nguoàn nitô khaùc nhau ñeå phaùt trieån, nhöng khoâng phaûi taát caû caùc nguoàn nitô ñeàu hoã trôï phaùt trieån toát nhö nhau. Caùc nguoàn nitô toát laø ammonium, glutamine vaø asparagine, trong khi ñoù proline vaø urea ñöôïc xem nhö laø nhöõng nguoàn nitô keùm chaát löôïng [24, 85]. Taát caû caùc hôïp chaát chöùa nitô tích luõy trong dòch nho bò bieán ñoåi thaønh moät trong hai saûn phaåm cuoái laø ammonium hoaëc glutamate (Hình 2.2). Glutamate cuøng vôùi glutamine ñoùng moät vai troø quan troïng trong quaù trình trao ñoåi nitô cuûa naám men. Töø 2 amino acid naøy taát caû caùc hôïp chaát chöùa nitô trong teá baøo ñöôïc taïo ra [85]. ._. Acid höõu cô Trong nho vaø röôïu vang, 6 acid chieám thaønh phaàn chính laø acid tartaric, acid malic, acid citric, acid lactic, acid succinic vaø acid acetic (Hình 2.3, baûng 2.2). Trong ñoù, acid acetic laø hôïp chaát deã bay hôi coøn caùc acid khaùc laø acid khoâng bay hôi. Ñoä phaân ly cuûa caùc acid naøy giaûm theo thöù töï sau: acid citric, acid tartaric, acid malic, acid succinic, acid lactic, vaø acid acetic. Hình 2.2: Cô cheá cuûa quaù trình bieán ñoåi caùc hôïp chaát nitô bôûi naám men [85] a) b) c) d) e) Hình 2.3: Caùc acid khoâng bay hôi trong röôïu vang: a) acid citric, b) acid tartaric, c) acid malic, d) acid succinic, e) acid lactic Baûng 2.2: Thaønh phaàn caùc moät soá acid höõu cô chính trong dòch nho ñoû vaø röôïu vang ñoû [167] Acid höõu cô Dòch nho ñoû Röôïu vang ñoû Acid citric Acid tartaric Acid malic Acid succinic Acid lactic Acid acetic 0,25 – 0,35g/L 4,07 – 7,65g/L 1,99 – 2,91g/L Raát ít Raát ít Raát ít 0,17 – 0,40g/L 2,60 – 5,7g/L 0,06 – 3,13g/L 0,48 – 1,22g/L 0,07 – 4,89g/L 0,30 – 1,44g/L SO2 Sulfur dioxide ñöôïc söû duïng roäng raõi trong röôïu vang nhö laø moät chaát choáng oxy hoùa, taùc nhaân khaùng khuaån vaø ñoàng thôøi cuõng laø taùc nhaân cho vieäc choïn loïc caùc loaøi hoaëc chuûng coù theå phaùt trieån vaø ñoùng goùp vaøo quaù trình leân men. Trong röôïu vang, SO2 toàn taïi ôû 2 daïng: töï do vaø lieân keát. Nhöng chæ SO2 töï do môùi coù tính khöû vaø dieät khuaån. Maëc duø vaäy, moät vaøi daïng SO2 lieân keát coù theå chuyeån hoùa thaønh SO2 töï do vaø coù theå buø laïi cho löôïng SO2 bò giaûm trong quaù trình leân men. Vì theá, SO2 laø moät thoâng soá quan troïng aûnh höôûng ñeán ñoäng hoïc quaù trình leân men vaø chaát löôïng röôïu vang [22, 30, 48, 58, 63, 79, 90, 143]. Beân caïnh ñoù, SO2 coøn coù aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình leân men röôïu vang: daãn tôùi keùo daøi thôøi gian leân men hoaëc quaù trình leân men keát thuùc khi haøm löôïng ñöôøng soùt coøn cao, vaø aûnh höôûng ñeán tính chaát caûm quan cuûa röôïu vang [48, 81]. Tannin Trong caùc thaäp kyû qua, thaønh phaàn polyphenolic ñöôïc quan taâm do noù aûnh höôûng ñeán giaù trò caûm quan cuûa röôïu vang (maøu saéc vaø muøi vò) vaø caùc giaù trò dinh döôõng khaùc (theo quan ñieåm veà y hoïc, tannin ñöôïc xem laø chaát choáng oxi hoùa, choáng khoái u vaø beänh maïch vaønh) [64, 31, 51, 165, 80, 174, 29, 99, 157]. Tannin xuaát phaùt töø chöõ “tanning” coù nghóa laø thuoäc da vì tannin coù khaû naêng phaûn öùng vaø keát tuûa vôùi caùc protein coù trong da ñoäng vaät [87]. Tannin coù ôû 2 daïng laø tannin ngöng tuï vaø tannin thuûy phaân [216]: Tannin thuûy phaân: coù nguoàn goác töø caùc acid phenolic nhö laø acid gallic vaø acid ellagic. Tannin ngöng tuï: laø polymer cuûa flavan-3-ol (epicatechin, catechin vaø gallocatechin) vaø flavan-3,4-diol. Tannin coù ôû trong nho vaø röôïu vang chuû yeáu laø caùc tannin ngöng tuï [216]. Tannin coù theå ñöôïc theâm vaøo röôïu vang döôùi daïng acid tannic (Hình 2.4) ñeå phaûn öùng vaø keát tuûa vôùi protein vaø ñeå caûi thieän ñoä trong cuûa röôïu vang. Trong suoát quaù trình uû, söï thay ñoåi haøm löôïng tannin ngöng tuï seõ aûnh höôûng ñeán maøu saéc vaø tính chaát caûm quan cuûa röôïu vang, vaø khi ñoù, khoái löôïng phaân töû cuûa tannin coù theå taêng leân [216]. Tình hình troàng nho treân theá giôùi vaø ôû Vieät Nam Theo soá lieäu cuûa FAO, 75.866km² ñaát treân theá giôùi ñöôïc duøng ñeå troàng nho. Khoaûng 71% saûn löôïng nho ñöôïc duøng saûn xuaát röôïu vang, 27% ñöôïc duøng ñeå aên döôùi daïng quaû töôi vaø 2% ñöôïc söû duïng laøm nho khoâ [217]. Khaùc vôùi caùc loaïi traùi caây khaùc cuûa Vieät Nam, nho laø loaïi traùi caây ñöôïc du nhaäp töø caùc nöôùc treân theá giôùi vaøo Vieät Nam töø nhöõng naêm 1960. Nho troàng taäp trung chuû yeáu ôû Ninh Thuaän vaø Baéc Bình Thuaän vôùi dieän tích khoaûng 2.500 – 7.000 ha. Ñaëc bieät taïi vuøng Ninh Thuaän, caây nho raát coù tieàm naêng, naêng suaát khaù cao, treân moät hecta coù theå thu ñöôïc 30 - 40 taán moãi naêm. Gioáng nho ñaàu tieân ñöôïc troàng laø gioáng nho ñoû aên töôi Red Cardinal. Cho tôùi baây giôø, ñaây vaãn laø gioáng nho chuû löïc do saûn löôïng töông ñoái cao. Gioáng naøy toàn taïi treân 30 naêm. Tröôùc naêm 2000, gioáng naøy chieám 100% dieän tích troàng nho taïi Vieät Nam, nhöng hieän nay chæ chieám khoaûng 80%. Gioáng nho xanh NH01 – 48 ñöôïc nhaäp töø Thaùi Lan töø naêm 1997 chieám gaàn 20% dieän tích troàng nho hieän nay. Ngoaøi ra, chuùng ta cuõng coù moät soá gioáng môùi nhaäp khaùc nhöng chæ chieám moät dieän tích troàng raát nhoû [215]. Hình 2.4: Caáu truùc phaân töû cuûa acid tannic Naám men Naám men laø vi sinh vaät quan troïng, kieåm soaùt quaù trình leân men coàn trong saûn xuaát röôïu vang. Naám men trong quaù trình leân men röôïu vang coù theå coù töø 3 nguoàn goác khaùc nhau: beà maët traùi nho, beà maët thieát bò vaø töø canh tröôøng ñöôïc caáy vaøo. Thaønh phaàn vaø chaát löôïng cuûa röôïu vang coù lieân quan chaët cheõ ñeán naám men. Trong quaù trình leân men, beân caïnh caùc saûn phaåm chính laø ethanol vaø CO2, naám men taïo thaønh nhieàu saûn phaåm phuï, ví duï nhö glycerol, acid acetic, acid succinic vaø ñaëc bieät laø caùc hôïp chaát höông, goùp phaàn ñaùng keå vaøo chaát löôïng cuûa röôïu vang [9, 89, 92, 151, 163]. Phaân loaïi Naám men coù theå ñöôïc phaân thaønh 2 nhoùm: Thöù nhaát goïi laø non-Saccharomyces (NS – laø nhöõng loaøi naám men khoâng thuoäc gioáng Saccharomyces), thöôøng xuaát hieän treân beà maët cuûa traùi nho cuøng vôùi nhieàu loaïi vi sinh vaät khaùc. Haàu heát caùc loaøi NS khoâng coù khaû naêng toàn taïi khi noàng ñoä coàn cao hôn 6%v/v (ngoaïi tröø Brettanomyces bruxellensis coù theå phaùt trieån trong moâi tröôøng coù noàng ñoä coàn leân ñeán 12%). Tröôùc ñaây, naám men NS ñöôïc xem laø caùc vi sinh vaät gaây hö hoûng. Tuy nhieân, nhöõng nghieân cöùu gaàn ñaây cho thaáy raèng, moät soá loaøi naám men NS coù lôïi cho chaát löôïng röôïu vang, giuùp taêng cöôøng höông vò cuûa röôïu vang [23, 41, 42, 45, 149, 166, 207]. Nhoùm khaùc goùp phaàn vaøo höông vò röôïu vang, cuõng laø nhaân toá chính cuûa quaù trình leân men coàn laø caùc loaøi thuoäc gioáng Saccharomyces. Saccharomyces coù khaû naêng chòu ñöïng söï thay ñoåi cuûa ñieàu kieän moâi tröôøng vôùi noàng ñoä ethanol vaø acid höõu cô taêng vaø söï caïn kieät chaát dinh döôõng (Pretorius, 2000). Nhö vaäy, maëc duø coù nhieàu gioáng vaø loaøi naám men trong dòch nho, nhöng gioáng Saccharomyces, maø chuû yeáu laø loaøi Saccharomyces cerevisiae môùi laø loaøi ñaûm nhieäm vieäc thöïc hieän caùc quaù trình chuyeån hoùa sinh hoïc quan troïng trong leân men vang. Chính vì theá, Saccharomyces cerevisiae coøn ñöôïc goïi laø “naám men vang” [58, 85, 92, 149, 166, 199]. Trình töï leân men cuûa caùc gioáng naám men trong quaù trình leân men vang Quaù trình leân men röôïu vang coù theå ñöôïc tieán haønh moät caùch töï nhieân maø khoâng caàn caáy gioáng hoaëc baèng caùch caáy vaøo dòch nho caùc naám men vang choïn loïc. Vieäc leân men dòch nho ñöôïc thöïc hieän bôûi moät heä vi sinh vaät phöùc taïp, trong ñoù caùc chuûng naám men phaùt trieån vaø cheát tuøy theo söï thích nghi cuûa chuùng ñoái vôùi moâi tröôøng. Töông taùc naám men-naám men xaûy ra trong suoát quaù trình saûn xuaát röôïu vang ngay töø khi baét ñaàu quaù trình leân men coàn. Trong quaù trình leân men töï nhieân, caùc naám men coù maët trong nho nguyeân lieäu nhö laø Kloeckera apiculata, Hansenula, Hanseniaspora uvarum, Pichia vaø Candida spp. khôûi ñaàu quaù trình leân men coàn töø dòch nho. Caùc naám men naøy cheát daàn khi haøm löôïng coàn taêng, chæ coøn laïi Saccharomyces cerevisiae coù khaû naêng chòu ñöôïc haøm löôïng coàn cao tieáp tuïc quaù trình leân men cho ñeán khi keát thuùc. Söï chuyeån bieán naøy raát quan troïng vì caùc chuûng non-Saccharomyces thöôøng taïo ra caùc hôïp chaát khoâng mong muoán nhö röôïu baäc cao, acid acetic vaø acetaldehyde. Söï bieán maát hoaëc giaûm maät ñoä cuûa gioáng non-Saccharomyces coù theå laø do khaû naêng chòu ñöïng coàn thaáp, hoaëc bò öùc cheá bôûi caùc chaát dieät men (acid beùo maïch ngaén vaø trung bình, glycoprotein,…) hoaëc do haøm löôïng oxy vaø nitrogen coøn laïi thaáp. Caùc quaù trình leân men coù kieåm soaùt thöôøng ñöôïc thöïc hieän baèng caùch caáy canh tröôøng Saccharomyces cerevisiae thuaàn khieát, nhôø ñoù quaù trình leân men dieãn ra nhanh hôn vaø coù theå taïo ra röôïu vang vôùi höông vò ñaëc tröng [25, 42, 44, 46, 48, 61, 84, 85, 89, 90, 92, 122, 139, 149, 151, 161, 163, 166]. Tuy nhieân, theo nhieàu taùc giaû thì khi coù caùc loaøi naám men non-Saccharomyces phaùt trieån trong röôïu vang vôùi moät möùc ñoä vöøa phaûi, höông vò cuûa röôïu vang seõ phong phuù hôn vaø ñöôïc öa thích nhieàu hôn so vôùi röôïu vang chæ ñöôïc leân men töø gioáng Saccharomyces [90]. Chæ tieâu choïn löïa naám men vang Ngoaøi vai troø quan troïng cuûa naám men vang laø xuùc taùc vieäc chuyeån hoùa hoaøn toaøn vaø coù hieäu quaû ñöôøng thaønh coàn maø khoâng taïo ra caùc höông vò khoâng mong muoán thì ngaøy nay, do yeâu caàu ngaøy caøng cao, canh tröôøng Saccharomyces cerevisiae caàn phaûi coù nhieàu ñaëc tính khaùc, nhö lieät keâ trong baûng 2.3 [85]. Tuy nhieân, ñeå coù theå kieåm tra heát taát caû caùc chæ tieâu naøy thì toán raát nhieàu thôøi gian. Regodon vaø coäng söï (1997) ñaõ ñöa ra moät phöông phaùp ñôn giaûn vaø hieäu quaû ñeå choïn löïa naám men vang duøng trong saûn xuaát coâng nghieäp döïa treân caùc tính chaát coâng ngheä cuûa naám men vang. Phöông phaùp naøy chæ bao goàm 2 böôùc [164]: Böôùc thöù nhaát laø böôùc choïn loïc sô boä döïa treân khaû naêng chòu ñöïng ñoái vôùi SO2, caùc loaøi coù haïi, khaû naêng phaùt trieån taïi nhieät ñoä cao vaø söï taïo boït thaáp. Böôùc thöù hai laø böôùc choïn loïc chính thöùc döïa treân haøm löôïng acid deã bay hôi vaø ethanol taïo thaønh cuõng nhö haøm löôïng ñöôøng soùt coøn laïi trong röôïu vang. Baûng 2.3: Caùc ñaëc tính mong muoán cuûa naám men vang [85] Ñaëc tính leân men Thích nghi vôùi quaù trình leân men nhanh Toác ñoä söû duïng cô chaát vaø toác ñoä hình thaønh saûn phaåm cao Khaû naêng chòu coàn cao Khaû naêng chòu aùp suaát thaåm thaáu cao Sinh khoái taïo thaønh vöøa phaûi Caùc tính chaát veà höông vò Taïo thaønh ít sulphite/DMS/thiol Taïo thaønh ít acid deã bay hôi Taïo thaønh ít röôïu baäc cao Giaûi phoùng ra caùc tieàn chaát höông glycosylate Hoaït tính esterase thaáp Ñaëc tính coâng ngheä Tính oån ñònh cao veà maët di truyeàn Khaû naêng chòu sulphite cao Ít lieân keát vôùi sulphite Ít taïo boït Coù khaû naêng keát boâng Keát laéng caën nhanh Nhu caàu nitô thaáp Caùc ñaëc tính trao ñoåi chaát coù lieân quan ñeán söùc khoûe con ngöôøi Taïo thaønh ít sulphite Taïo thaønh ít biogenic amine Taïo thaønh ít ethyl carbamate (urea) Keát hôïp caùc gioáng naám men vaø söû duïng kyõ thuaät di truyeàn trong saûn xuaát röôïu vang Theo nghieân cöùu cuûa Renouf vaø coäng söï (2006), vieäc söû duïng keát hôïp Saccharomyces cerevisiae vaø Brettanomyces bruxellensis seõ ruùt ngaén thôøi gian leân men do Brettanomyces bruxellensis coù khaû naêng chuyeån hoùa glucose vaø fructose thaønh ethanol vaø chòu ñöôïc haøm löôïng coàn cao. Coøn keát hôïp giöõa Saccharomyces cerevisiae vaø Candida stellata seõ laøm taêng haøm löôïng glycerol, taêng toác ñoä leân men vaø chaát löôïng röôïu vang [41, 42, 44, 166, 194]. Trong nhöõng naêm gaàn ñaây, kyõ thuaät di truyeàn ñaõ ñöôïc öùng duïng ñeå caûi thieän caùc ñaëc tính cuûa naám men vang: Shinohara vaø coäng söï (1994) ñaõ nghieân cöùu vieäc choïn loïc vaø lai gioáng caùc chuûng naám men vang ñeå caûi thieän toác ñoä leân men, taêng khaû naêng chòu ñöïng ñoái vôùi SO2 vaø laøm taêng chaát löôïng röôïu vang [178]. Serra vaø coäng söï (2005) ñaõ nghieân cöùu vieäc lai taïo giöõa Saccharomyces cerevisiae vaø Saccharomyces bayanus var. uvarum ñeå keát hôïp öu ñieåm cuûa 2 loaøi naøy, laøm taêng chaát löôïng saûn phaåm trong saûn xuaát röôïu vang coù haøm löôïng acid thaáp (pH cao) [175]. COÁ ÑÒNH NAÁM MEN Sô löôïc moät soá vaán ñeà veà kyõ thuaät coá ñònh teá baøo Khaùi nieäm Kyõ thuaät coá ñònh teá baøo ñöôïc ñònh nghóa laø: “Kyõ thuaät bao boïc hoaëc ñònh vò caùc teá baøo coøn nguyeân veïn leân moät “vuøng khoâng gian nhaát ñònh” nhaèm baûo veä caùc hoaït tính xuùc taùc mong muoán” (Karel vaø coäng söï, 1985) [113]. Coá ñònh thöôøng laø söï baét chöôùc caùc hieän töôïng xaûy ra trong töï nhieân do caùc teá baøo coù theå phaùt trieån treân beà maët hoaëc beân trong caùc caáu truùc cuûa nguyeân lieäu coù trong töï nhieân [113]. Caùc kyõ thuaät coá ñònh teá baøo Caùc kyõ thuaät coá ñònh teá baøo coù theå ñöôïc chia laøm 4 nhoùm chính nhö trong baûng 2.4 vaø Hình 2.5. Hình 2.5: Caùc kyõ thuaät cô baûn ñeå coá ñònh teá baøo [113] Baûng 2.4: So saùnh caùc kyõ thuaät coá ñònh teá baøo (coøn nöõa) Coá ñònh treân beà maët chaát mang raén Nhoát trong khung maïng xoáp Keo tuï teá baøo (taïo haït) Nhoát baèng phöông phaùp cô hoïc beân trong moät maøng chaén Nguyeân taéc Döïa vaøo löïc haáp phuï vaät lyù, lieân keát tónh ñieän hoaëc lieân keát coäng hoùa trò [113, 185]. Ñöa teá baøo vaøo beân trong moät maïng cöùng ñeå ngaên caûn teá baøo khueách taùn vaøo moâi tröôøng xung quanh, trong khi vaãn cho pheùp söï vaän chuyeån caùc chaát dinh döôõng vaø söï trao ñoåi chaát dieãn ra [113]. Laøm gia taêng kích thöôùc cuûa khoái teá baøo ñeå deã daøng söû duïng trong caùc bình phaûn öùng. Coù theå laø keo tuï töï nhieân hoaëc laø keo tuï nhaân taïo baèng caùch taïo thaønh caùc lieân keát ngang [113]. Phöông phaùp naøy coù theå ñöôïc thöïc hieän theo 2 caùch [113]: Söû duïng maøng membrane vi xoáp Söû duïng maøng vi bao Öu ñieåm Ñôn giaûn, deã thöïc hieän [113, 185, 189]. Khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình truyeàn khoái [185, 138]. Dieän tích tieáp xuùc giöõa teá baøo coá ñònh vaø chaát mang lôùn hôn so vôùi caùc kyõ thuaät khaùc [138]. Coù theå ñaït ñöôïc maät ñoä teá baøo trong moät ñôn vò theå tích chaát mang cao hôn so vôùi canh tröôøng vi sinh vaät töï do [138]. Chaát mang coù taùc duïng baûo veä teá baøo choáng laïi thöïc khuaån hoaëc teá baøo ngoaïi laïi cuõng nhö nhöõng ñieàu kieän gaây stress [138]. Ñôn giaûn, deã thöïc hieän. Khoâng aûnh höôûng ñeán quaù trình truyeàn khoái. Canh tröôøng leân men khoâng bò laãn teá baøo, do ñoù saûn phaåm taïo thaønh coù theå khoâng caàn loïc [113, 138]. Nhöôïc ñieåm Do khoâng coù maøng chaén giöõa caùc teá baøo vaø dung dòch cho neân caùc teá baøo deã bò taùch ra, laøm taêng haøm löôïng teá baøo töï do trong dung dòch [113, 40]. Khi teá baøo taêng quaù nhieàu sinh khoái seõ laøm giaûm ñoä beàn cuûa maïng gel [39]. Teá baøo treân beà maët deã thoaùt ra khoûi maïng gel vaø phaùt trieån trong moâi tröôøng nhö laø caùc teá baøo töï do [113, 39]. Do khoâng coù maøng chaén giöõa caùc teá baøo vaø dung dòch cho neân caùc teá baøo deã bò taùch ra, laøm taêng haøm löôïng teá baøo töï do trong dung dòch. Khaû naêng truyeàn khoái keùm [113]. Maøng membrane coù theå bò baùm baån do söï haáp phuï cô chaát leân beà maët maøng [113]. Baûng 2.4: So saùnh caùc kyõ thuaät coá ñònh teá baøo (tieáp theo) Coá ñònh treân beà maët chaát mang raén Nhoát trong khung maïng xoáp Keo tuï teá baøo (taïo haït) Nhoát baèng phöông phaùp cô hoïc beân trong moät maøng chaén Chaát mang Caùc vaät lieäu cellulose: DEAE-cellulose, goã, muøn cöa, muøn cöa ñaõ taùch lignine, … [113, 138] Caùc vaät lieäu voâ cô: polygorskite, montmorilonite, hydromica, söù xoáp, thuûy tinh xoáp, voøng Raschig, silicate, hôïp chaát titanium, … [113, 138] Polymer töï nhieân [113]: Polysaccharide: alginates, k-carrageenan, agar, chitosan vaø polygalacturonic acid. Polymer khaùc: gelatin, collagen vaø polyvinyl alcohol. Polymer toång hôïp: polyacrylamide, polyurethane vaø polyvinyl chloride [138]. Membrane laøm baèng vaät lieäu cellulose acetate, polyamide [138]. Caùc chaát mang coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang Kyõ thuaät coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang ñaõ ñöôïc nghieân cöùu raát roäng raõi, tuy nhieân vieäc öùng duïng kyõ thuaät naøy trong coâng nghieäp vaãn coøn haïn cheá. Muïc ñích cuûa vieäc söû duïng naám men coá ñònh laø ñeå caûi thieän naêng suaát sinh ethanol cuõng nhö höông vò vaø chaát löôïng saûn phaåm. Ñeå coù theå öùng duïng thaønh coâng trong coâng nghieäp, chaát mang ñöôïc söû duïng ñeå coá ñònh phaûi ñaït ñöôïc ñoä an toaøn thöïc phaåm, coù nhieàu trong töï nhieân, giaù thaønh thaáp vaø khoâng laøm aûnh höôûng ñeán tính chaát caûm quan cuûa röôïu vang [111, 113, 130, 155, 197]. Nhieàu loaïi chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong leân men röôïu vang ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø trình baøy trong baûng 2.5. Baûng 2.5: Moät soá chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang (coøn nöõa) Phaân loaïi chaát mang Moät soá chaát mang chính Vi sinh vaät Taùc giaû Taøi lieäu tham khaûo CHAÁT MANG KHOÂNG COÙ NGUOÀN GOÁC THÖÏC PHAÅM Chaát mang voâ cô g-alumina Saccharomyces cerevisiae Bakoyianis vaø coäng söï, 1997 Kourkoutas vaø coäng söï, 2003 Kourkoutas vaø coäng söï, 2006 Loukatos vaø coäng söï, 2000 14 108 105 125 Hydromica Saccharomyces cerevisiae Ageeva vaø coäng söï, 1985 5 Kissiris Saccharomyces cerevisiae Argiriou vaø coäng söï, 1996 Bakoyianis vaø coäng söï, 1992 Bakoyianis vaø coäng söï, 1997 Kourkoutas vaø coäng söï, 2003 Kourkoutas vaø coäng söï, 2006 Loukatos vaø coäng söï, 2003 11 13 14 108 105 124 Montmorilonite Saccharomyces cerevisiae Ageeva vaø coäng söï, 1985 5 Polygorskite Saccharomyces cerevisiae Ageeva vaø coäng söï, 1985 5 Thuûy tinh Saccharomyces cerevisiae Hamdy, 1990 88 Chaát mang höõu cô k-carrageenan Saccharomyces cerevisiae Goødia vaø coäng söï, 1991 Nakanishi vaø Yokotsuka, 1987 Tataridis vaø coäng söï, 2005 83 147 193 Acid pectic Saccharomyces cerevisiae Nakanishi vaø Yokotsuka, 1987 147 Baûng 2.5: Moät soá chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang (tieáp theo vaø coøn nöõa) Phaân loaïi chaát mang Moät soá chaát mang chính Vi sinh vaät Taùc giaû Taøi lieäu tham khaûo Chaát mang höõu cô Agar Saccharomyces cerevisiae Nakanishi vaø Yokotsuka, 1987 147 Alginate Candida stellata Ciani vaø Ferraro, 1996 Ferraro vaø coäng söï, 2000 43 66 Alginate Saccharomyces bayanus Busova vaø coäng söï, 1994 33 Alginate Saccharomyces cerevisiae Bakoyianis vaø coäng söï, 1997 Colagrande vaø coäng söï, 1994 Ferraro vaø coäng söï, 2000 Fumi vaø coäng söï, 1987 Fumi vaø coäng söï, 1988 Fumi vaø coäng söï, 1989 Goødia vaø coäng söï, 1991 Mori, 1987 Suzzi vaø coäng söï, 1996 Silva vaø coäng söï, 2002 Shimobayashi vaø Tominaga, 1986 Tataridis vaø coäng söï, 2005 Yokotsuka vaø coäng söï, 1993 Yokotsuka vaø coäng söï, 1997 Yokotsuka vaø coäng söï, 2003 14 47 65 70 71 72 83 145 188 179 177 193 212 214 213 Alginate Schizosaccharomyces pombe Magyar vaø coäng söï, 1989 Rosini vaø Ciani, 1993 Silva vaø coäng söï, 2003 Yokotsuka vaø coäng söï, 1993 126 168 180 212 Baûng 2.5: Moät soá chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang (tieáp theo vaø coøn nöõa) Phaân loaïi chaát mang Moät soá chaát mang chính Vi sinh vaät Taùc giaû Taøi lieäu tham khaûo Chaát mang höõu cô Cellulose ñöôïc bao phuû bôûi alginate Saccharomyces cerevisiae Otsuka, 1980 153 DCM (Delignified Cellulosic Material) Saccharomyces cerevisiae Bardi vaø Koutinas, 1994 Bardi vaø coäng söï, 1997 Balli vaø coäng söï, 2003 Loukatos vaø coäng söï, 2003 Mallouchos vaø coäng söï, 2003 17 20 15 124 135 DEAE-cellulose ñöôïc bao phuû bôûi lôùp nhöïa trao ñoåi ion Saccharomyces cerevisiae Lommi vaø Advenainen, 1990 121 Gelatin Saccharomyces cerevisiae Parascandola vaø coäng söï, 1992 154 Gluten Saccharomyces cerevisiae Balli vaø coäng söï, 2003 Bardi vaø coäng söï, 1996, 1997 Iconomopoulou vaø coäng söï, 2000 Loukatos vaø coäng söï, 2003 Mallouchos vaø coäng söï, 2003 15 18, 20 93 124 135 Ñóa thuûy tinh ñöôïc bao phuû bôûi lôùp maøng alginate Saccharomyces cerevisiae Schizosaccharomyces pombe Ogbonna vaø coäng söï, 1989 152 Polyvinyl alcohol Saccharomyces cerevisiae Martynenko vaø coäng söï, 2003 137 Chaát mang daïng maøng Maøng membrane Saccharomyces cerevisiae Takaya vaø coäng söï, 2002 190 Maøng vi bao sinh hoïc (biocapsule) Saccharomyces cerevisiae Peinado vaø coäng söï, 2005 Peinado vaø coäng söï, 2006 155 156 Baûng 2.5: Moät soá chaát mang söû duïng ñeå coá ñònh naám men trong saûn xuaát röôïu vang (tieáp theo) Phaân loaïi chaát mang Moät soá chaát mang chính Vi sinh vaät Taùc giaû Taøi lieäu tham khaûo CHAÁT MANG COÙ NGUOÀN GOÁC THÖÏC PHAÅM Mieáng leâ Saccharomyces cerevisiae Kourkoutas vaø coäng söï, 2005 Mallios vaø coäng söï, 2004 107 130 Mieáng moäc qua Saccharomyces cerevisiae Kourkoutas vaø coäng söï, 2002 Kourkoutas vaø coäng söï, 2003 Kourkoutas vaø coäng söï, 2005 106 111 107 Mieáng taùo Saccharomyces cerevisiae Kourkoutas vaø coäng söï, 2001 Kourkoutas vaø coäng söï, 2002 Kourkoutas vaø coäng söï, 2003 Kourkoutas vaø coäng söï, 2005 Kourkoutas vaø coäng söï, 2006 Kourkoutas vaø coäng söï, 2006 110 112 108 107 105 109 Nho khoâ Saccharomyces cerevisiae Tsakiris vaø coäng söï, 2004 Tsakiris vaø coäng söï, 2004 197 196 Voû nho Saccharomyces cerevisiae Mallouchos vaø coäng söï, 2002 Mallouchos vaø coäng söï, 2003 Mallouchos vaø coäng söï, 2003 132 131 134 Coá ñònh naám men trong gel alginate Alginate Alginate coù khaù nhieàu trong töï nhieân vaø coù theå xuaát phaùt töø 2 nguoàn goác khaùc nhau [186]: Laø thaønh phaàn caáu truùc cuûa taûo naâu bieån (Phaeophyceae), chieám ñeán 40% khoái löôïng chaát khoâ. Laø polysaccharide maøng bao trong caùc loaïi vi khuaån ñaát. Tuy nhieân taát caû caùc alginate thöông maïi hieän nay ñeàu coù nguoàn goác töø taûo. Alginate laø moät copolymer khoâng phaân nhaùnh, bao goàm caùc monomer b-D-mannuronic acid (goïi taét laø M) vaø a-L-guluronic acid (G) lieân keát vôùi nhau thoâng qua lieân keát 1,4 – glucoside. Caùc monomer naøy phaân boá trong maïch alginate theo caùc block (Hình 2.6) [116, 181, 186]: Block M: goàm caùc goác mannuronic acid noái tieáp nhau Block G: goàm caùc goác guluronic acid noái tieáp nhau Block MG: goàm caùc goác mannuronic acid vaø guluronic acid luaân phieân noái vôùi nhau. Hình 2.6: Caáu truùc cuûa alginate: (a) caùc monomer cuûa alginate, (b) chuoãi alginate, (c) söï phaân boá caùc block [186] Cô cheá taïo gel Alginate coù khaû naêng taïo gel khi keát hôïp vôùi caùc cation kim loaïi hoùa trò cao hoaëc khi phaân töû alginate bò acid hoùa. Tuy nhieân, phöông phaùp taïo gel baèng caùch acid hoùa phaân töû alginate ít ñöôïc duøng vì quy trình thöïc hieän raát phöùc taïp [186]. Alginate coù khaû naêng keát hôïp nhanh vôùi caùc cation kim loaïi hoùa trò cao ñeå taïo thaønh gel ñoàng theå. Aùi löïc cuûa alginate ñoái vôùi caùc ion hoùa trò 2 khaùc nhau giaûm theo trình töï: Pb2+ > Cu2+ > Cd2+ > Ba2+ > Sr2+ > Ca2+ > Co2+, Ni2+ > Zn2+ > Mn2+. Tuøy thuoäc vaøo loaïi ion lieân keát vaø loaïi alginate maø gel taïo thaønh coù tính chaát khaùc nhau. Thoâng thöôøng, ngöôøi ta thöôøng söû duïng calcium ñeå laøm ion taïo gel [144, 181]. Quaù trình taïo gel cuûa alginate theo phöông phaùp keát hôïp vôùi cation kim loaïi hoùa trò cao coù theå tieán haønh theo 2 phöông phaùp laø phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi vaø phöông phaùp taïo gel töø beân trong [186]. Cô cheá taïo gel theo phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi Ñaây laø phöông phaùp taïo gel phoå bieán nhaát cuûa alginate. Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø taïo gel nhanh vaø thao taùc raát ñôn giaûn (Hình 2.7). Khi nhoû dung dòch alginate vaøo dung dòch coù chöùa cation coù khaû naêng taïo gel (thöôøng gaëp nhaát laø Ca2+), beà maët ngoaøi cuûa haït alginate seõ laäp töùc bò gel hoùa. Tieáp theo ñoù, caùc cation taïo gel ôû beân ngoaøi haït alginate tieáp tuïc khueách taùn vaøo beân trong haït laøm cho caùc phaân töû alginate beân trong tieáp tuïc bò gel hoùa. Quaù trình naøy xaûy ra treân beà maët haït vaø phaùt trieån vaøo beân trong. Phöông phaùp naøy taïo gel nhanh, tuy nhieân tính ñoàng theå cuûa haït gel laïi khoâng cao [100, 186, 193]. Hình 2.7: Cô cheá taïo gel cuûa alginate theo phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi [186] Cô cheá taïo gel theo phöông phaùp taïo gel töø beân trong Cho caùc muoái coù chöùa caùc cation taïo gel ôû daïng voâ hoaït (Ví duï: CaCO3, CaSO4, EDTA-Ca, calcium citrate…) vaøo dung dòch alginate. Thay ñoåi pH cuûa dung dòch veà pH acid baèng caùc taùc nhaân acid hoùa (Ví duï: D-glucono-d-lactone (GDL)). Khi ñoù, do pH giaûm, maø ñoä hoøa tan cuûa caùc muoái chöùa caùc cation taïo gel nhö ôû treân laïi phuï thuoäc vaøo pH neân caùc ion Ca2+ seõ ñöôïc giaûi phoùng daàn vaø tham gia vaøo quaù trình taïo gel vôùi alginate (Hình 2.8). Phöông phaùp naøy cho haït gel coù tính ñoàng theå cao hôn haún phöông phaùp khueách taùn do caùc ion Ca2+ phaân boá ñoàng ñeàu hôn. Hôn theá nöõa, phöông phaùp naøy coøn coù theå taïo gel vôùi caùc hình daïng khaùc nhau nhö mong muoán baèng caùch cho dung dòch alginate vaøo khuoân thích hôïp tröôùc khi quaù trình taïo gel dieãn ra. Trong khi ñoù, phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi thöôøng chæ taïo thaønh caùc haït coù hình caàu [67, 100, 101, 186]. Hình 2.8: Cô cheá taïo gel cuûa alginate theo phöông phaùp taïo gel töø beân trong [186] Theo Anders Johansen vaø James M. Flink (1986), khi naám men ñöôïc coá ñònh theo phöông phaùp gel töø beân trong, toác ñoä leân men cao hôn vaø ñoä beàn gel khoâng giaûm trong suoát quaù trình leân men khi so saùnh vôùi naám men ñöôïc coá ñònh theo phöông phaùp taïo gel töø beân ngoaøi [100, 101]. Öu nhöôïc ñieåm cuûa vieäc coá ñònh naám men trong gel alginate Öu ñieåm Quaù trình coá ñònh deã thöïc hieän [10, 35, 102, 103, 115, 176, 192, 194, 209]. Ñieàu kieän coá ñònh oân hoøa, khoâng phaûi xöû lyù nhieät hay xöû lyù hoùa chaát. Do ñoù, caùc teá baøo coá ñònh khoâng bò maát hoaït tính [10, 35, 102, 103, 115, 176, 209, 211]. Alginate laø chaát mang trô veà maët hoùa hoïc [176]. Alginate khoâng coù ñoäc tính, thích hôïp cho caùc saûn phaåm thöïc phaåm [10, 103, 169, 176, 192]. Ñoä xoáp cuûa maïng gel thuaän lôïi cho vieäc khueách taùn cô chaát vaø saûn phaåm [8, 27]. Gel alginate vaãn giöõ ñöôïc ñoä beàn khi nhieät ñoä leân men cao [205]. Nhöôïc ñieåm vaø caùch khaéc phuïc Ñoä beàn gel giaûm theo thôøi gian leân men do [113, 114, 115, 176, 194, 209, 211]: Caùc teá baøo naám men treân vaø gaàn beà maët coù khaû naêng sinh soâi naûy nôû chieám öu theá so vôùi caùc teá baøo naèm sau beân trong haït, do ñoù coù theå laøm phaù vôõ beà maët haït gel vaø deã daøng thoaùt ra khoûi haït gel, phaùt trieån nhanh choùng trong moâi tröôøng döôùi daïng caùc naám men töï do. Ñieàu naøy laøm caûn trôû vieäc ñaùnh giaù ñoäng hoïc phaûn öùng cuûa naám men coá ñònh, ñoàng thôøi gaây khoù khaên cho vieäc taùch naám men ra khoûi moâi tröôøng leân men. Ñeå khaéc phuïc vaán ñeà naøy coù nhieàu caùch khaùc nhau. Caùch thöù nhaát laø söû duïng kyõ thuaät taïo maøng bao. Trong phöông phaùp naøy, caùc teá baøo seõ ñöôïc nhoát beân trong moät nhaân loûng ñöôïc bao boïc bôûi moät lôùp moûng gel alginate. Do ñoù, caùc teá baøo seõ coù khoaûng khoâng nhieàu hôn ñeå phaùt trieån beân trong nhaân loûng. Vì theá, maät ñoä teá baøo ñaït ñöôïc cao hôn maø khoâng bò thoaùt baøo ra ngoaøi. Hôn theá nöõa, baèng caùch naøy coù theå söû duïng löôïng alginate ít hôn. Caùch thöù hai laø aùo naám men coá ñònh vôùi maïng polymer, coù theå thöïc hieän moät böôùc (baèng caùch söû duïng voøi ñoâi), hoaëc hai böôùc (baèng caùch taïo lôùp aùo polymer sau khi ñaõ taïo haït naám men coá ñònh). Ñaây laø phöông aùn raát khaû thi vì noù khoâng laøm aûnh höôûng ñeán toác ñoä sinh toång hôïp coàn cuõng nhö toác ñoä söû duïng cô chaát. Söï giaûi phoùng CO2 beân trong gel laøm phaù vôõ caáu truùc cuûa gel. Ñeå khaéc phuïc, coù theå laøm taêng ñoä xoáp cuûa gel alginate baèng caùch giaûm noàng ñoä alginate söû duïng, tuy nhieân ñieàu naøy laïi ñoàng nghóa vôùi vieäc laøm yeáu maïng gel. Vì theá, phaûi taêng ñoä beàn gel baèng caùch aùo caùc haït alginate xoáp naøy vôùi maøng polymer (ví duï, chitosan), khi ñoù ñoä beàn cuûa gel naøy seõ töông töï vôùi gel söû duïng noàng ñoä alginate cao. Gel Ca-alginate raát nhaïy vôùi caùc chaát taïo chelate (hôïp chaát höõu cô trong ñoù nguyeân töû taïo thaønh nhieàu hôn moät lieân keát phoái trí vôùi caùc kim loaïi trong dung dòch) nhö phosphate, citrate vaø lactate vaø caùc chaát khoâng taïo gel (non-gelling) nhö laø caùc ion sodium vaø magnesium. Söï coù maët cuûa caùc ion naøy trong dung dòch seõ laøm cho caùc haït bò phoàng ra, daãn ñeán taêng kích thöôùc caùc loã xoáp, laøm giaûm tính oån ñònh vaø phaù vôõ caáu truùc haït gel. Thoâng thöôøng ngöôøi ta thöôøng theâm vaøo moâi tröôøng leân men caùc chaát oån ñònh gel nhö laø CaCl2, celite vaø pectine vôùi moät haøm löôïng thích hôïp ñeå oån ñònh ñoä beàn gel. Hoaëc cuõng coù theå laøm cöùng gel baèng caùch söû duïng propylene glycol ester, polyethelenine (PEI) vaø caùc loaïi vaät lieäu composite (colloidal silica) [10, 102, 103, 144, 193, 194]. Khoâng beàn hoùa hoïc trong dung dòch ñieän phaân vaø dung dòch coù pH cao. Ñeå khaéc phuïc ñieàu naøy, nhieàu nghieân cöùu ñaõ ñöôïc thöïc hieän vaø coù nhieàu phöông phaùp ñöôïc ñöa ra: taïo lieân keát cuûa haït gel vôùi glutaraldehyde (Takata vaø coäng söï, 1977), vôùi polycations (Birnbaum vaø coäng söï, 1981) vaø saáy khoâ haït gel (Klein vaø Wagner, 1978; Burns vaø coäng söï, 1985). Nhöõng phöông phaùp naøy ñeàu coù theå caûi thieän ñoä beàn trong dung dòch ñieän phaân, nhöng roõ raøng laø chuùng raát phöùc taïp vaø toán nhieàu thôøi gian. Moät soá taùc giaû ñaõ ñöa ra phöông phaùp khaùc laø duøng caùc ion Ba2+ vaø Sr2+ thay cho ion Ca2+ truyeàn thoáng. Caùc ion naøy coù aùi löïc maïnh hôn ñoái vôùi alginate, vì theá haït gel barium vaø strontium alginate beàn hôn trong._.mmobilized Candida stellata cells and Saccharomyces cerevisiae, Process Biochem, Vol.35, 2000, 1125–1129. Flink, J.M. and Johansen, A.. A novel method for immobilization of yeast cells in alginate gels of varios shapes by internal liberation of Ca-ions, Biotechnology Letters, Vol.7, No.10, 1985, 765-768. Fornachon, J. C. M.. The pH of Wines: Examination of Glass and Quinhydrone Electrode Values, Analytical Edition, 1946, 790-793. Frivik, S.K., and Ebeler, S.E.. Influence of Sulfur Dioxide on the Formation of Aldehydes in White Wine, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 54, Issue 1, 2003, 32-38. Fumi, M. D., Trioli, G. and Colagrande, O.. Preliminary assessment on the use of immobilized yeast cells in sodium alginate for sparkling wine processes, Biotechnology Letters, Vol. 9, No. 5, 1987, 339-342. Fumi, M. D., Trioli, G., Colombi, M. G. and Colagrande, O..Immobilization of Saccharomyces cerevisiae in Calcium Alginate Gel and Its Application to Bottle-Fermented Sparkling Wine Production, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 39, No. 4, 1988, 267-272. Fumi, M.D., Bufo, N., Trioll, G. and Colagrande, O.. Bulk sparkling wine production by external encapsulated yeast bioreactor, Biotechnology Letters, Vol.11, No.11, 1989, 821-824. Galazzo, J. L. and Bailey, J. E.. In Vivo Nuclear Magnetic Resonance Analysis of Immobilization Effects on Glucose Metabolism of Yeast Saccharomyces cerevisiae, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 33, 1989, 1283-1289. Galazzo, J. L. and Bailey, J.E.. Growing Saccharomyces cerevisiae in Calcium-Alginate Beads Induces Cell Alterations which Accelerate Glucose Conversion to Ethanol, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 36, 1990, 417-426. Galazzo, J. L., Shanks, J.V. and Bailey, J.E., Comparsion of suspended and immobilized yeast metabolism using 31P Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy, Biotechnology Techniques, Vol.1, No.1, 1987, 1-6. Ganga, A., Candelas, L.G., Ramon, D., and Jgonzalez, J.A.. Glucose-Tolerant Expression of Trichoderma longibrachiatum Endoglucanase I, an Enzyme Suitable for Use in Wine Production, J. Agric. Food Chem., Vol.45, 1997, 2359-2362. Ghose, T. K. and Bandyopadhyay, K. K.. Studies on Immobilized Saccharomyces cerevisiae. II. Effect of Temperature Distribution on Continuous Rapid Ethanol Formation in Molasses Fermentation, Biotechnology and Bioengineering, Vol. XXIV, 1982, 797-804. Ginohara, T., Kubodera, S., Yanagida, F.. Distribution of Phenolic Yeasts and Production of Phenolic Off-Flavors in Wine Fermentation, Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol. 90, No. 1, 2000, 90-97. Gomes, M.T., Rocha, T.A., Duarte, A.C. and Oliveira, J.P. Determination of Sulfur Dioxide in Wine Using a Quartz Crystal Microbalance, Analytical Chemistry, Vol. 68, No. 9, 1996, 950-954. Gomez-Cordoves, C., Bartolome, B., Vieira, W. and Virador, V. M.. Effects of Wine Phenolics and Sorghum Tannins on Tyrosinase Activity and Growth of Melanoma Cells, J. Agric. Food Chem., Vol. 49, 2001, 1620-1624. Gomez-Miguez, M. and Heredia, F. J.. Effect of the Maceration Technique on the Relationships between Anthocyanin Composition and Objective Color of Syrah Wine, Journal of Agriultural and Food Chemistry, Vol.52, 2004, 5117-5123. Goødia, F., Casas, C., Castellano, G. and Solaø, C.. Immobilized cells: behaviour of carrageenan entrapped yeast during continuous ethanol fermentation, Applied Microbiology and Biotechnology, Vol.26, 1987, 342-346. Goødia, F., Casas, C. and Sola, C.. Application of Immobilized Yeast Cells to Sparkling Wine Fermentation, Bilotechnol. Prog., Vol. 7, 1991, 468-470. Granchi, L., Bosco, M., Messini, A. and Vincenzini, M.. Rapid detection and quantification of yeast species during spontaneous wine fermentation by PCR–RFLP analysis of the rDNA ITS region, Journal of Applied Microbiology, Vol.87, 1999, 949–956. Guilamoùn, J.M. and Rozeøs, N.. Effect or low temperature fermentation and nitrogen content on wine yeast metabolism, Tarragona, 2004, 248p. Guntenwik, J., Nilsson, B., Axelsson, A.. Mass Transfer Effects On The Reaction Rate For Heterogeneously Distributed Immobilized Yeast Cells, Department Of Chemical Enginerring, Lund University, Sweden, 2002. Hagerman, A. E.. Tannin Chemistry, Department of Chemistry and Biochemistry, Miami University, 1998- 2002. Hamdy, M. K.. Method for rapidly fermending alcoholic beverages, PCT Int. Appl., WO 9005, 189, 1990. Heard, G. M. and Fleet, G. H.. Growth of Natural Yeast Flora during the Fermentation of Inoculated Wines, Applied and Environmental Microbiology, 1985, 727-728. Henick-Kling, T., Edinger, W., Daniel, P., P. Monk, P.. Selective effects of sulfur dioxide and yeast starter culture addition on indigenous yeast populations and sensory characteristics of wine, Journal of Applied Microbiology, Vol. 81, 1998, 865–876. Holcberg, I.B. and Margalith, P.. Alcoholic Fermentation by Immobilized Yeast at High Sugar Concentrations, European J. Appl. Microbiol. Biotechnol., Vol.13, 1981, 133-140. Howell, K. S., Bartowsky, E. J., Fleet, G. H. and Henschke, P. A.. Microsatellite PCR profiling of Saccharomyces cerevisiae strains during wine fermentation, Letters in Applied Microbiology, Vol. 38, 2004, 315–320. Iconomopoulou, M., Psarianos, K., Kanellaki, M., Koutinas, A.A.. Low temperature and ambient temperature wine making using freeze dried immobilized cells on gluten pellets, Process Biochemistry, Vol.37, 2002, 707–717. Iconomou, L., Kanellaki, M.,Voliotis, S., Agelopoulos, K., Koutinas, A. A.. Continuous wine making by delignified cellulosic materials supported biocatalyst, Appl. Biochem. Biotechnol, Vol.60, 1996, 303-313. J.P. Mazauric, J.P. and Salmon, J.M.. Interactions between Yeast Lees and Wine Polyphenols during Simulation of Wine Aging: I. Analysis of Remnant Polyphenolic Compounds in the Resulting Wines, Journal of Agriultural and Food Chemistry, Vol. 53, 2004, 5647-5653. Jamai, L., Sendide, K., Ettayebi, K., Errachidi, F., Hamdouni-Alami, O., Tahri-Jouti, M. A., McDermott, T., Ettayebi, M.. Physiological di¡erence during ethanol fermentation between calcium alginate immobilized Candida tropicalis and Saccharomyces cerevisiae, FEMS Microbiology Letters, Vol. 204 , 2001, 375-379. Jamuna, R. and Ramakrishna, S. V.. High concentration ethanol production using immobilized yeast cells, Biomass and Bioenergy, Vol. 3, No. 2, 1992, 117-119. Jirku, V.. A novel entrapping matrix for yeast-catalyzed ethanol fermentation, Process Biochemistry, Vol.34, 1999, 193–196. Joaõo, M.S., Laranjinha, A. N., Almeida, L.M.and Maiani, G.. Inhibition of human LDL lipid peroxidation by phenol-rich beverages and their impact on plasma total antioxidant capacity in humans, The Journal of Nutritional Biochemistry, Vol.11, Issues 11-12 , 2000, 585-590. Johansen, A. and Flink, J. M.. Immobilization of yeast cells by internal gelation of alginate, Enzyme Microb. Technol., Vol. 8, 1986, 145-148. Johansen, A. and Flink, J.M.. Influence of alginate properties and gel reinforcement on fermentation characteristics of immobilized yeast cells, Enzym Microbiology and Biotechnology, Vol.8, 1986, 737-748. Kierstan, M. and Bucke, C.. The Immobilization of Microbial Cells, Subcellular Organelles, and Enzymes in Calcium Alginate Gels, Biotechnology and bioengineering, Vol. 19, 1977, 387-397. Kim, S.W. and Kim, E.Y.. Development of New Alginate Fiber for the Immobilization of Yeast, Biotechnology Techniques, Vol.10, No.8, 1990, 579-584. Klaus, D. Vorlop, K.D, Estap, D. and Goødia, F.. Design of Ca-alginate immobilized yeast cell beads with controlled low desity to enhance their fluidization behavior in bioreactiors, Biotechnology techniques, Vol.7, No.4, 1993, 297-292. Kourkoutas, Y., Kanellaki, M., Koutinas, A.A., Tzia, C.. Effect of storage of immobilized cells at ambient temperature on volatile by-products during wine-making, Journal of Food Engineering, Vol.74, 2006, 217–223. Kourkoutas, Y., Douma, M., Koutinas, A.A., Kanellaki, M., Banat, I.M., Marchant, R.. Continuous winemaking fermentation using quince-immobilized yeast at room and low temperatures, Process Biochemistry, Vol.39, 2002,143-148. Kourkoutas, Y., Kanellaki, M., Koutinas, A.A., Tzia, C.. Effect of fermentation conditions and immobilization supports on the wine making, Journal of Food Engineering, Vol.69, 2005,115–123. Kourkoutas, Y., Kanellaki, M., Koutinas, A. A., Banat, I. M., and Marchant, R.. Storage of Immobilized Yeast Cells for Use in Wine-Making at Ambient Temperature, J. Agric. Food Chem., Vol. 51, 2003, 654-658. Kourkoutas, Y., Kanellaki, M., Koutinas, A.A.. Apple pieces as immobilization support of various microorganisms, LWT, Vol.39, 2006, 980–986. Kourkoutas, Y., Komaitis, M., Koutinas, A. A., and Kanellaki, M.. Wine Production Using Yeast Immobilized on Apple Pieces at Low, J. Agric. Food Chem., Vol. 49, 2001, 1417-1425. Kourkoutas, Y., Komaitis, M., Koutinas, A.A., Kaliafas, A., Kanellaki, M., Marchant, R., Banat, I.M.. Wine production using yeast immobilized on quince biocatalyst at temperatures between 30 and 00C, Food Chemistry, Vol.82, 2003, 353–360. Kourkoutas, Y., Koutinas, A.A., Kanellaki, M., Banat, I.M.. Continuous wine fermentation using a psychrophilic yeast immobilized on apple cuts at di¡erent temperatures, Food Microbiology, Vol.19, 2002, 127-134. Kourkoutas, Y., Bekatoroua, A., Banatb, I.M., Marchantb, R., Koutinasa, A.A.. Immobilization technologies and support materials suitable inalcohol beverages production: a review, Food Microbiology, Vol.2, 2004, 377-397. Koyama, K. and Seki , M.. Preparation of Low-Viscous Liquid-Core Capsules with Alginate-Membrane Shell for Cell Immobilization, On-line Number 728, 1-10. Koyama, K., Seki, M.. Cultivation of Yeast and Plant Cells Entrapped in the Low-Viscous Liquid-Core of an Alginate Membrane Capsule Prepared Using Polyethylene Glycol, Journal of bioscience and bioengineering, Vol. 97, No. 2, 2004, 111–118. Kozawa, T., Yamagiwa, K. and Ohkawa, A.. Relationship between mannuronic to guluronic acid ratio of alginate and charge density of Ca-alginate complex, Journal of chemical engineering of Japan, Vol. 27, No. 6, 1994, 833-834. Krisch, J. and Szajaùni, B.. Ethanol and acetic acid tolerance in free and immobilized cells of Saccharomyces cerevisiae and Acetobacter aceti, Biotechnology Letters, Vol 19, No 6, 1997, 525–528. Lamikanra, O.. Changes in Organic Acid Composition during Fermentation and Aging of Noble Muscadine Wine, J. Agric. Food Chem., Vol. 45, 1997, 935-937. Lapidot, T., Harel, S., Akiri, B., Granit, R. and Kanner, J.. pH-Dependent Forms of Red Wine Anthocyanins as Antioxidants, J. Agric. Food Chem., Vol. 47, 1999, 67-70. Liu, S.Q.. A Review : Malolactic fermentation in wine – beyond deacidification, Journal of Applied Microbiology, Vol.92, 2002, 589–601. Lommi, H., Advenainen, J.. Method using immobilized yeast to produce ethanol and alcoholic beverages, European Patent Application, EP 361, 165, 1990. Lopes, C.A., Broock, M., Querol, A. and Caballero, A.C.. Saccharomyces cerevisiae wine yeast populations in a cold region in Argentinean Patagonia, Journal of Applied Microbiology, Vol.93, 2002, 608–615. Lother, A. M.. Immobilized Saccharomyces cerevisiae and Leuconostoc oenus for alcoholic and malolactic fermentation in continuous wine making, Athens, 1999, 149p. Loukatos, P., Kanellaki, M., Komaitis, M., Athanasiadis, I., and Koutinas, A. A.. A New Technological Approach Proposed for Distillate Production Using Immobilized Cells, Journal Of Bioscience And Bioengineering, Vol. 95, No. 1, 2003, 35–39. Loukatos, P., Kiaris, M., Ligas, I., Bourgos, G., Kanellaki, M., Komaitis, M., Koutinas, A.A.. Continuous wine-making by g-alumina-supported biocatalyst. Quality of the wine and distillates, Appl. Biochem. Biotechnol., Vol.89, 2000, 1–13. Magyar, I. and Panyik, I.. Biological Deacidification of Wine with Schizosaccharomyces pombe Entrapped in C a-Alginate Gel, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 40, No. 4, 1989, 233-240. Maicas, S., Pardo, I., Ferrer, S.. The potential of positively-charged cellulose sponge for malolactic fermentation of wine, using Oenococcus oeni., Enz. Microbial.Technol., Vol.28, 2001, 415-419. Maicas, S.. The use of alternative technologies to develop malolactic fermentation in wine, Applied Microbiology and Biotechnology, Vol.56, 2001,35–39. Malacrinoø, P., Tosi, E., Caramia, G., Prisco, R. and Zapparoli, G.. The vinification of partially dried grapes: a comparative fermentation study of Saccharomyces cerevisiae strains under high sugar stress, Letters in Applied Microbiology, Vol. 40, 2005, 466–472. Mallios, P., Kourkoutas, Y., Iconomopoulou, M., Koutinas, A.A., Psarianos, C., Marchant, R. and Banat I.M.. Low-temperature wine-making using yeast immobilized on pear pieces, Journal of the Science of Food and Agriculture, Vol.84, 2004,1615–1623. Mallouchos, A., Komaitis, M., Koutinas, A. and Kanellaki, M.. Evolution of Volatile Byproducts during Wine Fermentations Using Immobilized Cells on Grape Skins, J. Agric. Food Chem., Vol. 51, Issue 8, 2003, 2402 -2408. Mallouchos, A., Reppa, P., Aggelis, G., Kanellaki, M., Koutinas, A. A. and Komaitis, M.. Grape skins as a natural support for yeast immobilization, Biotechnology Letters , Vol. 24, 2002, 1331–1335. Mallouchos, A., Komaitis, M., Koutinas, A., Kanellaki, M.. Investigation of Volatiles Evolution during the Alcoholic Fermentation of Grape Must Using Free and Immobilized Cells with the Help of Solid Phase Microextraction (SPME) Headspace Sampling, J. Agric. Food Chem., Vol. 50, 2002, 3840-3848. Mallouchos, A., Skandamis, P., Loukatos, P., Komaitis, M., Koutinas, A., and Kanellaki, M.. Volatile Compounds of Wines Produced by Cells Immobilized on Grape Skins, J. Agric. Food Chem., Vol. 51, 2003, 3060-3066. Mallouchos, A., Komaitisa, M., Koutinasb, A., Kanellakib M.. Wine fermentations by immobilized and free cells at different temperatures. Effect of immobilization and temperature on volatile by-products, Food Chemistry, Vol.80, 2003,109–113. Martinez-Rodriguez, A.J., Carrascosa, A.V., Polo, M.C.. Release of nitrogen compounds to the extracellular medium by three strains of Saccharomyces cerevisiae during induced autolysis in a model wine system, International Journal of Food Microbiology, Vol.68, 2001, 155–160. Martynenko, N.N., Gracheva, I. M., Sarishvili, N. G., Zubov, A. L., El’-Registan G. I. and Lozinsky V. I.. Immobilization of Champagne Yeasts by Inclusion into Cryogels of Polyvinyl Alcohol: Means of Preventing Cell Release from the Carrier Matrix, Appl. Bioch. and Microbiol., Vol. 40, No. 2, 2004, 158–164. Martynenko, N. N. and Gracheva, L. M.. Physiological and Biochemical Characteristics of Immobilized Champagne Yeasts and Their Participation in Champagnizing Processes: A Review, Applied Biochemistry and Microbiology, Vol. 39, No. 5, 2003, 439–445. Mateo, J. J., Jimeùnez, M., Pastor, A., Huerta, T.. Yeast starter cultures affecting wine fermentation and volatiles, Food Research International, Vol. 34, 2001, 307-314. Mazauric, J.P., and Salmon, J.M.. Interactions between Yeast Lees and Wine Polyphenols during Simulation of Wine Aging: II. Analysis of Desorbed Polyphenol Compounds from Yeast Lees, J. Agric. Food Chem., Vol.54, No.11, 2006, 3876 -3881. Medina, K., Boido, E., Dellacassa E. and Carrau, F.. Yeast Interactions with Anthocyanins during Red Wine Fermentation, American Journal of Enology and Viticulture, Vol.56, No.2, 2005, 104-109. Melzoch, Y., Rychtera, M.. Effect of immobilization upon the properties and behaviour of Saccharomyces cerevisiae cells, Journal of Biotechnology, Vol. 32, 1994, 59-65. Morata, A., Cordoves, M.C., Calderol, F., Suarez, J.A.. Effects of pH, temperature and SO2 on the formation of pyranoanthocyanins during red wine fermentation with two species of Saccharomyces, International Journal of Food Microbiology, Vol.106, 2006, 123-129. Morch, Y.A., Donati, I., Strand, B.L., Skjak - Brak, G.. Effect of Ca2+, Ba2+, and Sr2+ on Alginate Microbeads, Biomacromolecules, Vol.7, 2006, 1471-1480. Mori, S.. Fruit wine or sake manufacture by bioreactor, Jpn. Kokai Tokkyo Koho., JP 6261, 577, 1987. Najafpour, G., Younesi, H., Ismail, K.. Ethanol fermentation in an immobilized cell reactor using Saccharomyces cerevisiae, Bioresource Technology, Vol.92, 2004, 251–260. Nakanishi, K., Yokotsuka, K.. Fermentation of white wine from Koshu grape using immobilized yeast, Nippon ShokuhinKogyo Gakkaishi, Vol.34, No.6, 1987, 362-369. Navarro, J.M. and Durand, G.. Modification of Yeast Metabolism by Immobilization onto Porous Glas, European J. Appl. Microbiology, Vol 4, 1977, 243-254. Nevado, F.P., Albergaria, H., Hogg, T., Girio, F.. Cellular death of two non-Saccharomyces wine-related yeasts during mixed fermentations with Saccharomyces cerevisiae, International Journal of Food Microbiology, Vol.108, 2006, 336–345. Norton, S., Watson, K. D'Amore, T.. Ethanol tolerance of immobilized brewers' yeast cells, Appl. Microbiol. Biotechnol., Vol.43, 1995, 18-24. Nurgel, C., Erten, H., Canbas, A., Cabaroglu, T. and Selli, S.. Influence of Saccharomyces cerevisiae strains on fermentation and flavor compounds of white wines made from cv. Emir grown in Central Anatolia, Turkey, Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, Vol.29, 2002, 28-33. Ogbonna, J. C., Amano, Y., Nakamura, Yokotsuka, K. K., Shimazu, Y., Watanabe, M. and Hara, S..A Multistage Bioreactor with Replaceable Bioplates for Continuous Wine Fermentation, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 40, No. 4, 1989, 292-298. Otsuka, K... Wine making. Jpn. Kokkai Tokkyo Koho., 159, 789, 1980. Parascandola, P., Alteriis, E. D., Farris, G. A., Budroni, M., and Scardi, V.. Behaviour of Grape Must Ferment Saccharomyces cerevisiae Immobilized within Insolubilized Gelatin, Journal Of Fermentation And Bioengineering, Vol. 74, No. 2, 1992, 123-125. Peinado, R. A., Moreno, J. J, Maestre, O. and Mauricio, J. C., Use of a novel immobilization yeast system for winemaking, Biotechnology Letters, Vol. 27, 2005, 1421–1424. Peinado, R.A., Moreno, J. J., Villalba, J. M., Gonzalez-Reyes, J. A.,. Ortega, J. M., Mauricio, J.C.. Yeast biocapsules: A new immobilization method and their applications, Enzyme and Microbial Technology. 2006, 1-6. Pellegrini, N., Simonetti, P., Gardana, C., Brenna, O., Brighenti, F. and Pietta, P.. Polyphenol Content and Total Antioxidant Activity of Vini Novelli (Young Red Wines) , J. Agric. Food Chem., Vol.48, No.3, 2000, 732 -735. Perez, F., Ramírez, M. & Regodoùn, J.A., Influence of killer strains of Saccharomyces cerevisiae on wine fermentation, Antonie van Leeuwenhoek, Vol.79, 2001, 393-399. Phillips, G. O. and Williams, P. A.. Handbook of hydrocolloids, Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC, 2000. Plessis, H.W., Steger, C.L.C., Toit, M. and Lambrechts, M.G.. The occurrence of malolactic fermentation in brandy base wine and its influence on brandy quality, Journal of Applied Microbiology, Vol.92, 2002, 1005–1013. Querol, A., Barrio, E., Ramoùn, D. Population dynamics of natural Saccharomyces strains during wine fermentation, International Journal of Food Microbiology, Vol. 21, 1994, 315-323. Qureshi, N. and Tamhane, D. V.. Mead production by continuous series reactors using immobilized yeast cells, Applied Microbiology and Biotechnology, vol23, 1986, 438-439. Reed, G. and Nagodawithana, T. W..Technology of Yeast Usage in Winemaking, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 39, No. I, 1988, 83-90. Regodon, J. A., Perez, F., Valdes, M. E., De Miguel, C. and Ramirez, M.. A simple and effective procedure for selection of wine yeast strains, Food Microbiology, Vol.14, 1997, 247–254. Remy, S., Fulcrand, H., Labarbe, B., Cheynier, V., and Moutounet, M... First confirmation in red wine of products resulting from direct anthocyanin–tannin reactions, J Sci Food Agric, Vol. 80, 2000, 745-751. Renouf, V., Falcou, M., Miot-Sertier, C., Perello, M.C., Revel, G. and Lonvaud-Funel, A.. Interactions between Brettanomyces bruxellensis and other yeast species during the initial stages of winemaking, The Society for Applied Microbiology, Journal of Applied Microbiology, Vol.100, 2006, 1208–1219. Romero, E.G. and Mufioz, G.S.. Determination of organic acids in grape musts, winesand vinegars by high-performance liquid chromatography, Journal of Chromatography A, Vol.655, 1993, 111-117. Rosini, G. and Ciani, M.. Influence of Sugar Type and Level on Malate Metabolism of Immobilized Schizosaccharomyces pombe Cells, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 44, No. 1, 1993, 113-117. Rossi-Alva, G.C. and Rocha-Leao, M.H.M.. A strategic study using mutant-strain entrapment in calcium alginate for the production of Saccharomyces cerevisiae cells with high invertase activity, Biotechnol. Appl. Biochem., Vol.38, 2003, 43–51. Roustan, J. L. and Sablayrolles, J. M.. Role of Trehalose and Glycogen in Alcoholic Fermentation in Wine-making Conditions, Journal of Wine Research, Vol. 15, No. 3, 2004, 189–202. Ruiz-Jimeùnez, J., Luque de Castro, M. D.. On-line pervaporation-capillary electrophoresis for the determination of volatile acidity and free sulfur dioxide in wines, Electrophoresis, Vol. 26, 2005, 2231–2238. Salmon, J.M.. Interactions between yeast, oxygen and polyphenols during alcoholic fermentations: Practical implications, LWT, Vol.39, 2006, 959–965. Seifert, D. B. and Phillips, J. A.. Production of Small, Monodispersed Alginate Beads for Cell Immobilization, Biotechnol. Prog., Vol.13, 1997, 562-568. Serafini, M., Maiani, G., and Ferro-Luzzi, A.. Effect of Ethanol on Red Wine Tannin-Protein (BSA) Interactions, J. Agric. Food Chem., Vol. 45, 1997, 3148-3151. Serra, A., Strehaiano, P., Taillandier, P.. Influence of temperature and pH on Saccharomyces bayanus var. uvarum growth; impact of a wine yeast interspecific hybridization on these parameters, International Journal of Food Microbiology, Vol.104, 2005, 257– 265. Shibasaki-Kitakawa, N., Iizuka, Y. and Yonemoto, T.. Cultures of Nicotiana tabacum Cells Immobilized in Calcium Alginate Gel Beads Coated with Cell-Free Gel Film, Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol. 34, No. 11, 2001, 1431–1438. Shimobayashi, Y., Tominaga, K.. Application of biotechnology in the food industry. I. Brewing of white wine by a bioreactor, Hokaidoritsu Kogyo Shikenjo Hokoku, Vol.285, 1986, 199-204. Shinohara, T., Saito, K., Yanagida, F., and Goto, S.. Selection and Hybridization of Wine Yeasts for Improved Winemaking, Properties: Fermentation Rate and Aroma Productivity, Journal of fermentation and bioengineering, Vol. 77, No. 4, 1994, 428-431. Silva, S., Ramon-Portugal, F., Silva, P., Texeira, M.F., Strehaiano, P., Use of encapsulated yeast for the treatment of stuck and sluggish fermentations, J. Int. Sci. Vigne Vin, Vol.36, 2002,161–168. Silva, S., Ramoùn-Portugal, F., Andrade, P., Abreu, S., Fatima Texeira, M. and Strehaiano, P.. Malic Acid Consumption by Dry Immobilized Cells of Schizosaccharomyces pombe, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 54, No.1, 2003, 50-55. Simpsona, N. E., Grant, S. C., Blackband, S. J., Constantinidis, I.. NMR properties of alginate microbeads, Biomaterials, Vol. 24, 2003, 4941–4948. Sims, C. A. and Morris, J. R.. Effects of Acetaldehyde and Tannins on the Color and Chemical Age of Red Muscadine (Vitis rotundifolia), American Journal of Enology and Viticulture, Vol.37, No.2, 1986, 163-165. Sluis, C., Stoffelen, C.J.P, Castelein, S.J., Engbers, G.H.M., Schure, E.G., Tramper, J., Wijffels, R.E.. Immobilized salt-tolerant yeasts: application of a new polyethylene-oxide support in a continuous stirred-tank reactor for flavour production, Journal of Biotechnology, Vol.88, 2001, 129-139. Solorzano, L.. 4500-NH3 F.Phenate Method, Standard Methods Committee, 1997. Souza, S.F., Melo, J.S., Deshpande, A. and Nadkarni, G.B.. Immobilation od yeast cells by adhesion to glass surface sing polyethylenimine, Biotechnology Letters ,Vol. 8, No. 9, 1986, 643-648. Steinbuchel and Rhee, S. K.. Alginates from algae, Wiley-VCH, Weinheim, 2005, 30p. Strehaiano, P. and Goma, G.. Effect of Initial Substrate Concentration on Two Wine Yeasts: Relation Between Glucose Sensitivity and Ethanol Inhibition, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 34, No. 1, 1983, 1-5. Suzzi,G., Romano, P., Vannini, L.,Turbanti, L. and Domizio, P.. Cell-recycle batch fermentation using immobilized cells of flocculent Saccharomyces cerevisiae wine strains, World Journal of Microbiology & Biotechnology, Vol.12, 1996, 25-27. Szajaùni, B., Buzaù, J., Dallmann, K., Gimesi, I., Krisch, J. and Toth, M.. Continuous production of ethanol using yeast cells immobilized in preformed cellulose beads, Appl. Microbiol. Biotechnol., Vol.46, 1996, 122-125. Takaya, M., Matsumoto, N., Yanase, H.. Characterization of membrane bioreactor for dry wine production, J. Biosci. Bioeng., Vol.93, 2002, 240–244. Tal, Y., Rijn, J. V., Nussinovitch, A.. Improvement of Structural and Mechanical Properties of Denitrifying Alginate Beads by Freeze-Drying, Biotechnol. Prog., Vol. 13, 1997, 788-793. Tanaka, H. and Irie, S.. Preparation of Stable Alginate Gel Beads In Electrolyte Solutions Using Ba2+ and Sr2+, Biotechnology Techniques, Vol. 2, No.2, 1988, 115-120. Tataridis, P., Ntagas, P., Voulgaris, I., Nerantzis, E. T.. Production of sparkling wine with immobilized yeast fermentation, Technological Educational Institution of Athens, Department of Oenology and Beverage Technology, Ag. Spyridona Street, 12210 Aegaleo, Greece. Toro, M.E. and Vazquez, F.. Fermentation behaviour of controlled mixed and sequential cultures of Candida cantarellii and Saccharomyces cerevisiae wine yeasts, World Journal of Microbiology & Biotechnology, Vol.18, 2002, 347–354. Torrado, R.P., Carrasco, P., Aranda, A., Alcadizi, J.G.. Study of the First Hours of Microvinification by the Use of Osmotic Stress-response Genes as Probes, System. Appl. Microbiol., Vol.25, 2002, 153–161. Tsakiris, A., Bekatorou, A., Psarianos, C., Koutinas, A.A., Marchant, R., Banat, I.M.. Immobilization of yeast on dried raisin berries for use in dry white wine-making, Food Chemistry, Vol.87, 2004, 11–15. Tsakiris, A., Sipsas, V., Bekatorou, A., Mallouchos, A., and Koutinas, A. A.. Red Wine Making by Immobilized Cells and Influence on Volatile Composition, J. Agric. Food Chem., Vol. 52, 2004, 1357-1363. Vieira, A.M., Correia, I.S., Novais, J.M. , Cabral, J.M.S.. Could the improvement in the alcohol fermentation of high glucose concentration by yeast immobilization be explained by media supplementation?, Biotechnology Letters, Vol.11, No.2, 1989, 137-140. Vine, R. P., Harkness, E. M, Browning, T. and Wagner, C.. Winemaking from grape growing to marketplace, Chapman & Hall, New York, 1997, 439p. Vorlop, K.D, Estap, D. & and Goødia, F.. Design of Ca-alginate immobilized yeast cell beads with controlled low desity to enhance their fluidization behavior in bioreactiors, Biotechnology techniques, Vol.7, No.4, 1993, 297-292. Wada, M., Kato, J. and Chibata, I.. Continuous Production of Ethanol Using Immobilized Growing Yeast Cells, European J. Appl. Microbiol. Biotechnol., Vol.10, 1980, 275-287. Walker, T., Morris, J., Threlfall, R. and Main, G.. pH Modification of Cynthiana Wine Using Cationic Exchange, J. Agric. Food Chem., Vol. 50, 2002, 6346-6352. Wauters, T., Iserentant, D., Verachtert, H.. Impact of mitochondrial activity on the cell wall composition and on the resistance to tannic acid in Saccharomyces cerevisiae, J. Gen. App.l Microbiol., Vol.47, No.1, 2001a, 21-26. Wauters, T., Iserentant, D., Verachtert, H.. Sensitivity of Saccharomyces cerevisiae to tannic acid is due to iron deprivation, Canadian Journal of Microbiology, Vol.47, No.4, 2001b, 290-293. Williams, D. and Munnecke, D. M.. The Production of Ethanol by Immobilized Yeast Cell, Biotechnology and Bioengineering, Vol. 23, 1981, 1813-1825. Xu, P., Thomas, A. and Gilson, C. D.. Combined Use Of Three Methods For High Concentration Ethanol Production By Saccharomyces Cerevisiae, Biotechnology Letters, Vol. 18, No.12, 1996, 1439-1440. Xufre, A., Albergaria, H., Inaùcio, J., Spencer-Martins, I., Gírio, F.. Application of fluorescence in situ hybridisation (FISH) to the analysis of yeast population dynamics in winery and laboratory grape must fermentations, International Journal of Food Microbiology, Vol.108, 2006, 376–384. Yajima, M. and Yokotsuka, K.. Volatile Compound Formation in White Wines Fermented Using Immobilized and Free Yeast, Am. J. Enol. Vitic. Vol. 52, No.3, 2001, 210-218. Yamagiwa, G., Shimizu, Y., Kozawa, T., Odenara, M., Ohkawa, A.. Formation of calcium alginate gel coating on biocatolyst immobilization carrier, Graduate of school Natural Science and Technology, Niigata University, Niigata, Vol.25, No.6, 1992, 723-728. Yamagiwa, K., Kozawa, T., Ohkawa, A.. Effect of alginate composition and gelling conditions on diffusional and mechanical properties of calcium alginategel beads, Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol.28, No.4, 1995, 462-467. Yamagiwa, K., Shimizu, Y., Kozawa, T., Onodera. M. and Ohkawa, A.. Ethanol production by encapsulated and immobilized yeast, Biotechnology techniques, Vol. 8, No. 4, 1994, 271-274. Yokotsuka, K., Otaki, A., Naitoh, A. and Tanaka, H.. Controlled Simultaneous Deacidification and Alcohol Fermentation of a High-Acid Grape Must Using Immobilized Yeasts, Schizosaccharomyces pombe and Saccharomyces cerevisiae, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 44, No. 4, 1993, 371-377. Yokotsuka, K., Takayanagi, T., Okuda, T. and Yajima, M.. Production of Sweet Table Wine by Termination of Alcohol Fermentation Using an Antimicrobial Substance from Paprika Seed, Am. J. Enol. Vitic., Vol. 54, No.2, 2003, 112-118. Yokotsuka, K., Yajima, M. and Matsudo, T.. Production of Bottle-Fermented Sparkling Wine Using Yeast Immobilized in Double-Layer Gel Beads or Strands, Am. J. Enol. Vitic., Vol.48, No. 4, 1997, 471-481. www.smegtz.org.vn/index.php?option=com_docman&task=doc_download&gid=150 www.aces.uiuc.edu/food-lab/classes/399/lectures/Wine9_01.ppt ._.