[FONT=Times New Roman]MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1.Đặt vấn đề chọn đề tài. 1

1.2.Mục đích nghiên cứu. 1

1.3.Nhiệm vụ của đề tài. 2

1.4.Ý nghĩa thực tiễn. 2

CHƯƠNG 2: TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ TRUYỀN THỐNG 4

KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT RƯỢU VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ TRUYỀN THỐNG ĐẾN QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU 4

2.1.Khái quát chung về công nghệ sản xuất rượu vang. 4

2.1.1.Lịch sử sản xuất rượu vang 4

2.1.2.Sơ đồ quy trình công nghệ sản suất rượu vang trắng và vang đỏ: 5

2.1.3. Một số công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất rượu vang. 6

2.1.4. Nguyên liệu sản xuất rượu vang. 8

2.2.Tổng quan nấm men. 8

2.2.1. Tăng trưởng ,dinh dưỡng. 9

2.2.2. Sinh thái. 10

2.2.3. Sinh sản: 10

2.2.4. Ứng dụng: 10

2.3. Nấm men Saccharomyces Cerevisiae. 11

2.3.1 Đặc điểm sinh thái, thành phần cấu tạo, sinh trưởng và phát triển ở Saccharomyces cerevisiae. 11

2.3.2. Một số chủng Saccharomyces: 18

2.4.Cơ sở khoa học của quá trình lên men rượu. 20

2.5.Các yếu tố ảnh hưởng đến nấm men Saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men rượu. 24

2.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ : 24

2.5.2. Ảnh hưởng của pH tới quá trình lên men và tác động của các acid lên sự thay đổi pH. 27

2.5.3. Ảnh hưởng của SO2: 31

2.5.4. Ảnh hưởng nguồn Carbon 33

2.5.5. Ảnh hưởng của nguồn nitơ: 34

2.5.6. Ảnh hưởng của nồng độ đường ( ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu). 35

2.5.7 Ảnh hưởng của nồng độ ethanol lên quá trình lên men của Saccharomyces cerevisiae. 36

2.5.8 Ảnh hưởng của một số hóa chất và chất sát trùng. 38

2.5.9. Ảnh hưởng của sục khí. 38

CHƯƠNG 3: TÁC ĐỘNG CỦA THAO TÁC KỸ THUẬT 40

TÁC ĐỘNG CỦA THAO TÁC KỸ THUẬT TRÊN GEN HSP26 VÀ YHR087W LÊN QUÁ TRÌNH LÊN MEN RƯỢU 40

3.1. Tổng quan về HSP26 và YHR087W và giá trị thực tiễn đối với quá trình lên men rượu. 40

3.1.1. Tổng quan và chức năng HSP26,ý nghĩa đối với quá trình lên men rượu. 40

3.1.2. Tổng quan và chức năng YHR087W,ý nghĩa đối với quá trình lên men rượu. 43

3.1.3. Cơ chế biểu hiện của HSP26 và phương pháp nghiên cứu trên HSP26 và YHR087W. 44

3.1.4. Phương pháp nghiên cứu trên gen HSP26 và YHR087W. 45

3.2. Kết quả của thao tác gen tác động lên mức độ biểu hiện của gen HSP26 và YHR087W 47

3.2.1.Minh chứng sự biểu hiện của HSP26 dưới các điều kiện tác động nhiệt. 47

3.2.2 Ảnh hưởng của việc đưa gen HSP26 và YHR087W thành một plasmid multicopy dưới sự kiểm soát của promoter của chúng. 49

3.2.3 Hiệu quả của việc đưa gen HSP26 và YHR087W vào một centromeric plasmid dưới sự kiểm soát của promoter nó. 50

3.2.4 Ảnh hưởng của sự thay thế promoter HSP26 hoặc YHR087W bằng promoter của gen SPI1. 52

3.2.5 Ảnh hưởng của thay thế các promoter YHR087W bởi promoter của gen PGK1 bởi một trong những bản sao di truyền của nó 53

CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54

4.1.Bàn luận 54

4.2 Hướng phát triển. 55

4.2.1 Phát triển dựa trên các phương pháp kiểm soát tối ưu điều kiện lên men. 55

4.2.2 Phát triển dựa trên việc cải tiến hệ gen của chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae. 56

Tài liệu tham khảo: 57

PHỤ LỤC 60

MỞ ĐẦU

1.1.Đặt vấn đề chọn đề tài.

Các cuộc cách mạng sinh học phân tử đã mang lại những ý nghĩa mới lạ, tiến bộ với các ứng dụng vào lên men và lưu trữ rượu. Những nghiên cứu trên một số chủng nấm men đã cung cấp những thông tin về môi trường nuôi cấy và mật độ vi sinh vật có trong rượu. Đồng thời cho thấy môi trường nuôi cấy phụ thuộc vào phương pháp sinh học phân tử điều này trở thành những thông tin có giá trị trong công nghệ sản xuất rượu. Những đoạn gen có giá trị cung cấp những cơ hội hiểu biết và khai thác ứng dụng vi sinh trong sản xuất rượu cũng như là tìm ra chìa khóa của các nhân tố gen đây là cơ sở phát triển giá trị thương phẩm hoặc hạ giá thành của rượu.

Những tiến bộ trong lĩnh vực sinh học phân tử đã thay đổi quan điểm của các nhà khoa học về việc đánh giá hệ vi sinh có trong rượu.Tạo nên cái nhìn mới về tính phức tạp trong các phản ứng chuyển đổi từ các loại trái cây đến rượu vang mang đậm mùi vị đặc trưng .

Công nghệ sản xuất rượu đã và đang là một công nghệ chuyên nghiệp lâu đời ở nhiều nước trên thế giới. Phương pháp truyền thống là dựa vào kinh nghiệm và kỹ thuật thủ công. Nhưng ngày nay, những thiết bị tự động hoá đang dần thay thế và đồng thời kiểm soát được chất lượng cũng như cải thiện được vấn đề vệ sinh trong quá trình sản xuất.

Rượu đại diện cho lịch sử ,nền văn hóa của một dân tộc. Ngày này người dùng không chỉ quan tâm đến sự đa dạng của các loại rượu mà còn về chất lượng của sản phẩm.Do đó việc cải thiện những kỹ thuật lên men trong quá trình sản xuất là yếu tố quan mà nhà sản xuất hướng đến .

Việc cải thiện chất lượng,khả năng sinh tổng hợp lượng,loại bỏ chất độc hại,bổ sung tăng hàm lượng chất dinh dưỡng trong rượu là những yêu cầu cấp thiết đối với công nghệ sản xuất rượu hiện nay.

1.2.Mục đích nghiên cứu.

Việc tối ưu quá trình lên men tạo ra hàm lượng ethanol cao trở thành một yếu tố quan trọng trong kỹ thuật hiện đại. Đã có rất nhiều nghiên cứu về những thay đổi kỹ thuật trong quá trình lên men như pH, nhiệt độ, nồng độ đường…Hiện nay với những kỹ thuật tiên tiến về sinh học phân tử các nhà nghiên cứu đã không chỉ thay đổi những yếu tố kỹ thuật truyền thống như trên mà còn tác động đến bộ gen của chủng vi sinh sử dụng lên men rượu thông qua những kỹ thuật di truyền.

Nghiên cứu này chỉ ra hướng đi quan trong trong công nghiệp sản xuất rượu hiện nay. Đầu tiên là sự tối ưu hóa các điều kiện ảnh hưởng lên quá trình lên men của Saccharomyces cerevisiae đã giúp chất lượng rượu ngày càng trở nên hoàn hảo, không những về chất lượng rượu mà còn tận dụng tối đa được nguồn nguyên liệu, tăng khả năng đáp ứng của nấm men dưới các điều kiện stress nhằm tạo ra lượng ethanol là lớn nhất trong quá trình lên men rượu.

Bên cạnh đó, nghiên cứu này mở ra một hướng đi mới trong công nghệ sản xuất rượu.Thay đổi xu hướng tác động kỹ thuật truyền thống lên quá trình lên men, thay vào đó là tác động lên hệ gen của chủng vi sinh. Những tác động kỹ thuật ảnh hưởng tới giá trị cảm quan, chất lượng của rượu vang thành phẩm và thao tác kỹ thuật gen trên 2 gen HSP26 và YHR087W nằm trong hệ gen của Saccharomyces cerevisiae đã tăng lượng ethanol lên đến 10% so với thông thường. Điều này đã chứng minh tầm quan trọng của những thao tác kỹ thuật gen lên quá trình tối ưu lượng ethanol sinh ra cũng như là chất lượng rượu thành phẩm.

1.3.Nhiệm vụ của đề tài.

Tổng quan về chủng nấm men: Saccharomyces cerevisiae giống nấm men được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp lên men rượu hiện nay. Làm rõ những đặc điểm sinh lý,di truyền,hệ gen các yếu tố tác động

Nghiên cứu các ảnh hưởng kỹ thuật truyền thống lên quá trình lên men rượu bao gồm:pH ,nhiệt độ, hàm lượng đường,độ thẩm thấu, lượng ethanol sinh ra…Từ đó có thể ứng dụng sản xuất để có chất lượng rượu phù hợp.

Nghiên cứu kỹ thuật gen thao tác trên gen HSP26 và YHR087W của Saccharomyces cerevisiae. Cơ chế hoạt động sinh tổng hợp trong quá trình lên men. Thao tác kỹ thuật nâng cao hàm lượng ethanol. Đánh giá kết quả mang lại qua các nghiên cứu trên thế giới.

1.4.Ý nghĩa thực tiễn.

Những tác động kỹ thuật trong quá trình lên men rượu đã nâng cao chất lượng rượu thành phẩm. Đồng thời, giảm thiểu chi phí cho quá trình sản xuất, mang lại hiệu quả kinh tế và giá trị lợi nhuận cho nhà sản xuất. Ngoài những thay đổi về tác động kỹ thuật truyền thống thường dùng có thể dùng những thao tác trên kỹ thuật di truyền để tạo ra những giống nấm men có khả năng tạo ra lượng ethanol lớn hơn so với chủng thông thường.

Thông qua những tác động lên chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae nhằm giúp tạo nên một cơ sở dữ liệu về những điều kiện tác động kỹ thuật, về hệ gen và khả năng thích ứng các yêu cầu trong công nghiệp sản xuất rượu của nấm men. Cũng như, tìm cách giải quyết những khó khăn trong việc loại bỏ các độc tố, hợp chất hữu cơ, acid hữu cơ có thể gây hại hoặc ảnh hưởng đến chất lượng rượu trong quá trình sản xuất.