Tổng quan: Phân lập, tuyển chọn và ứng dụng nấm men chịu nhiệt trong lên men rượu vang trái giác
,
*
,
,
,
,
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Threeleaf cayratia (Cayratia trifolia L.) has been confirmed to possess high biological activity compounds that are antioxidant and reduce the growth of tumors. Threeleaf cayratia grows naturally in the Mekong Delta region of Vietnam, but there is limited research on this plant. This article provides the results on the isolation and the selection of thermotolerant yeast strains for the applications of wine fermentation in the context of global warming conditions. Out of the threeleaf cayratia samples collected in the Mekong Delta, 151 yeast strains have been isolated and classified into four genera, namely Saccharomyces, Hanseniaspora, Pichia, and Candida. Among them, 64/151 strains could grow at 37°C on plates supplemented with 9 to 12% (volume/volume) ethanol. Threeleaf cayratia fermented wine using selected thermotolerant yeast strains is good in the organoleptic evaluation and contains a high value of total polyphenol which contributes to antioxidant characteristic of the wine.
Tóm tắt
Trái giác (Cayratia trifolia) đã được nhiều nghiên cứu trên thế giới khẳng định có chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao, có khả năng kháng oxy hóa, giảm sự tăng trưởng của khối u. Ở Việt Nam, trái giác là một loại trái mọc hoang dại, phổ biến với người dân ở Đồng bằng sông Cửu Long, tuy nhiên các nghiên cứu về nó còn hạn chế. Bài viết nhằm cung cấp những kết quả về phân lập nấm men trong tự nhiên, tuyển chọn những chủng nấm men có khả năng chịu nhiệt để ứng dụng vào quá trình lên men rượu vang đáp ứng với điều kiện ấm dần lên của trái đất hiện nay. Từ trái giác trong tự nhiên ở Đồng bằng sông Cửu Long, có 151 chủng nấm men đã được phân lập thuộc bốn giống Saccharomyces, Hanseniaspora, Pichia, và Candida, trong đó có đến 64/151 chủng có khả năng phát triển ở nhiệt độ 37ºC và chịu được độ cồn đến 9-12% v/v. Rượu vang trái giác lên men từ các chủng nấm men chịu nhiệt được tuyển chọn cho giá trị cảm quan tốt cũng như có sự hiện diện của thành phần polyphenol khá cao góp phần tạo nên đặc tính kháng oxy hóa của sản phẩm.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Aung, W., Watanabe, Y., & Hashinaga, F. (2012). Isolation and phylogenetic analysis of two thermotolerant, fermentative yeast strains from liquid Tapé Ketan (Indonesian Rice Wine). Food Sci Technol Res, 18(2), 143-148. https://doi.org/10.3136/fstr.18.143
Batra, S., Batra, N., & Nagori, B. P. (2013). Preliminary phytochemical studies and evaluation of antidiabetic activity of roots of Cayratia trifolia (L.) Domin in alloxan induced diabetic albino rats. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 3(3), 97-100.
Basso, L. C., Amorim, H. V., Oliveira, A. J., & Lopes, M. L. (2008). Yeast selection for fuel ethanol production in Brazil. Federation of European Microbiological Societies, 8(7), 1155–1163. https://doi.org/10.1111/j.1567-1364.2008.00428.x
Buddiwong, S., Thanonkeo, S., Phetsom, J., Jaisil P., & Thanonkeo, P. (2014). Screening of thermotolerant yeast isolated from sugarcane plantations in Northeastern part of Thailand. KKU Research Journal, 19, 217-223.
Bùi Ái. (2005). Công nghệ lên men ứng dụng trong Công nghệ Thực phẩm. Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh.
Casey, G. P., & Ingledew, W. M. M. (1986). Ethanol tolerance in yeast. Crit Rev Microbiol, 13(3), 219-280. https://doi.org/10.3109/10408418609108739
Chamnipa, N., Thanonkeo, S., & Thanonkeo, P. (2014, November 26-29). Isolation and identification of thermotolerant yeast for ethanol production at high temperature. The 26th Annual of Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference, Chiang Rai, Thailand.
Choi, D. H., Park, E. H., & Kim, M. D. (2017). Isolation of thermotolerant yeast Pichia kudriavzevii from nuruk. Food Science and Biotechnol, 26(5), 1357–1362. https://doi.org/10.1007/s10068-017-0155-6
Dung, N. T. P., Thanonkeo, P., & Phong, H. X. (2012). Screening useful isolated yeasts for ethanol fermentation at high temperature. International Journal of Applied Science and Technology, 2(4), 65-71.
Đoàn Thị Kiều Tiên, Viên Thị Hải Yến, Bùi Hoàng Đăng Long, Huỳnh Xuân Phong, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2018a). Tuyển chọn nấm men chịu nhiệt và ứng dụng lên men rượu vang trái giác (Cayratia trifolia L.) từ tỉnh Hậu Giang. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54(4b), 64-71. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2018.071
Đoàn Thị Kiều Tiên, Lữ Hằng Nghi, Nguyễn Ngọc Thạnh, Huỳnh Xuân Phong, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2018b). Phân lập và tuyển chọn nấm men chịu nhiệt ứng dụng trong lên men rượu vang trái giác (Cayratia trifolia L.). Tạp chí Nông Nghiệp và Phát Triển Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, 2, 55-61.
Đoàn Thị Kiều Tiên, Huỳnh Thị Hoàng Anh, Nguyễn Ngọc Thạnh, Huỳnh Xuân Phong, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2018c). Tuyển chọn nấm men chịu nhiệt lên men rượu vang trái giác (Cayratia trifolia L.) của tỉnh Kiên Giang. Tạp chí Khoa học và Phát triển Nông Thôn, 2, 54-62.
Đoàn Thị Kiều Tiên, Huỳnh Thị Ngọc Mi, Nguyễn Đức Độ, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2018d). Khảo sát hàm lượng polyphenol và khả năng kháng oxy hóa của dịch trái giác (Cayratia trifolia) trước và sau lên men sử dụng nấm men chịu nhiệt Saccharomyces cererevisiae HG1.3). Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 60(8), 60-44.
Đoàn Thị Kiều Tiên, Huỳnh Thị Ngọc Mi, Huỳnh Thị Hoàng Anh, Huỳnh Xuân Phong, Nguyễn Ngọc Thạnh, Bùi Hoàng Đăng Long, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2018e). Hoạt tính sinh học của trái giác thu ở tỉnh Kiên Giang và lên men rượu vang trái giác sử dụng Saccharomyces cerevisiae AG 2.1 Trong: Hội nghị toàn quốc về công nghệ sinh học. Ngày 26 tháng 10, Trung tâm Hội nghị Quốc gia Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam. Tạp chí Khoa học và công nghệ Việt Nam, 978-983.
Đoàn Thị Kiều Tiên, Huỳnh Thị Ngọc Mi, Lữ Hằng Nghi, Huỳnh Xuân Phong, Nguyễn Ngọc Thạnh, Bùi Hoàng Đăng Long, Hà Thanh Toàn & Ngô Thị Phương Dung. (2019). Đánh giá khả năng duy trì hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa khi lên men rượu vang từ trái giác ở tỉnh Cà Mau sử dụng Saccharomyces cerevisiae CM3.2. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 55(2), 285-291. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2019.072
Homhual, S., Tongngok, P., Sonsrakhu, S., & Bonjim J. (2007). Evaluation of Biological Activities of Crude Extracts from Cratoxylum formosum (Jack.) Dyer. and Cayratia trifolia L. Domin Young Shoots, J Ubon Rajathanee Uni, 9, 54–60.
Huỳnh Xuân Phong, Danh Minh Lợi, Nguyễn Ngọc Thạnh, Lê Phan Đình Quí, Bùi Hoàng Đăng Long, Thanonkeo P., Yamada M., & Ngô Thị Phương Dung. (2017). Tuyển chọn nấm men chịu nhiệt và nghiên cứu điều kiện lên men rượu vang khóm. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 51(B), 7-15. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2017.073
Kourkoutas, Y., Mcerlean, C., Kanellaki, M., Marchant, C. J. Hack, R., Banat, I. M., & Koutinas, A. A. (2004). High-Temperature Wine Making Using the Thermotolerant Yeast Strain Kluyveromyces marxianus IMB3. Appl Biochem Biotechnol, 112(1), 25-35. https://doi.org/10.1385/ABAB:112:1:25
Kumar, D., Kumar, S., Gupta, J., Arya, R., & Gupta, A. (2011). A review on chemical and biological properties of Cayratia trifolia Linn. (Vitaceae). Pharmacognosy Reviews, 5(10), 184-188. https://doi.org/10.4103/0973-7847.91117
Limtong, S., Sringiew C., & Yongmanitchai, W. (2007). Production of fuel ethanol at high temperature from sugar cane juice by a newly isolated Kluyveromyces marxianus. Bioresource Technology, 98, 3367-3374. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006.10.044
Lương Đức Phẩm (2009). Nấm men công nghiệp. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Marko, L., Milka, J., Jovana, S., Branko, P., Ninoslav, N., Aleksandar, P., & Vele, T. (2019). Phenolic composition and DPPH radical scavenging activity of plum wine produced from three plum cultivars. Journal of the Serbian Chemical Society, 84(2), 141-151. https://doi.org/10.2298/JSC180710096L
Navarro, J. M., & Durand, G. (1978). Alcohol fermentation: effect of temperature on ethanol accumulation within yeast cells. Annals of Microbiology. 129B(2), 215 - 224.
Nevoigt, E. (2008). Progress in metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae. Microbiol Molecular Biology Revolution, 72(3), 379 - 412. https://doi.org/10.1128/MMBR.00025-07
Nikolaou, A., & Kourkoutas, Y. (2001). High-temperature semi-dry and sweet low alcohol wine-making using immobilized kefir culture. Fermentation-MPDI, 7(2), 45. https://doi.org/10.3390/fermentation7020045
Ngô Thị Phương Dung, Lý Huỳnh Liên Hương & Huỳnh Xuân Phong. (2011). Phân lập, tuyển chọn nấm men và xác định điều kiện ảnh hưởng quy trình lên men rượu vang dưa hấu. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 18b, 137-145.
Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền & Nguyễn Ánh Tuyết. (2003). Thí nghiệm công nghệ sinh học tập 2, thí nghiệm vi sinh vật học. NXB Đại quốc gia TP Hồ Chí Minh.
Nguyễn Hữu Tường, Phạm Hồng Quang, Ngô Thị Phương Dung, Huỳnh Xuân Phong & Nguyễn Minh Đời. (2013). Thử nghiệm lên men ethanol ở nhiệt độ cao bằng nấm men chịu nhiệt. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 27, 16-23.
Nguyễn Minh Thủy. (2010). Ổn định và nâng cao chất lượng rượu vang sim bằng phương pháp hóa học và sinh học. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 14, 195-204.
Nick, A. (1995). Biological Screening of Traditional Medicinal Plant from Papua New Guinea and subsequent phytochemical investigation of Dillenia Papuana, Doctoral Theses (Diss. ETH No. 11231). Zürich: Swiss Federal Institute of Technology, 2-5.
Ohta, K., Wijeyaratne, S. C., Hayashida, S. (1988). Temperature-sensitive mutants of a thermotolerant yeast Hansenula polymorpha. Journal Fermentation Technology, 66, 455-459. https://doi.org/10.1016/0385-6380(88)90014-3
Perumal, P. C., Sophia, D., Raj, C. A., Ragavendran, P., Starlin, T., & Gopalakrishnan, V. K. (2012). In vitro antioxidant activities and HPTLC analysis of ethanolic extract of Cayratia trifolia (L.). Asian Pacific Journal of tropical disease, 2(2), 952-956. https://doi.org/10.1016/S2222-1808(12)60299-0
Perumal, P. C., Pratibha, P., Sowmya, S., Enock, K. O., Anusooriya, P., Vidya, B., Malarvizhi, D., Poornima, K., Ramkumar, S., & Gopalakrishnan V. K. (2015). Discovery of Novel Inhibitors for HER2 from Natural Compounds Present in Cayratia trifolia (1): An In silico Analysis. International Journal of Current Pharmaceutical Review and Research, 6(3), 164-168.
Phạm Hoàng Hộ. (2000). Cây cỏ Việt Nam quyển II. Nhà xuất bản trẻ.
Phong, H. X., Giang, N.T.C., Nitiyon S., Yamada M., Thanonkeo P., & Dung N.T.P. (2016). Ethanol production from molasses at high temperature by thermotolerant yeasts isolated from cocoa. Can Tho University Journal of Science, 3, 32-37. https://doi.org/10.22144/ctu.jen.2016.021
Pongcharoen, P., Chawneua, J., & Tawong, W. (2018). High temperature alcoholic fermentation by new thermotolerant yeast strains Pichia kudriavzevii isolated from sugarcane field soil. Agriculture and Natural Resources, 52(6), 511-518. https://doi.org/10.1016/j.anres.2018.11.017
Rabeta, M. S., & Lin, S. P. (2015). Effects of different drying methods on the antioxydant activities of leaves and berries of Cayratia trifolia. Sains Malaysiana, 44(2), 275-280. https://doi.org/10.17576/jsm-2015-4402-16
Reynolds, A., Cliff, M., Ginard, B., & Kopp, T. (2001). Influence of fermentation temperature on composition and sensory properties of Semillon and Shiraz wines. Am J Enol Vitic, 52(3), 235-240.
Roehr, M. (2001). The Biotechnology of Ethanol: Classical and Future Applications. Federal Republic of Germany, 6(12), 1019-1020. https://doi.org/10.3390/61201019
Soejima, A., & Wen, J. (2015). Phylogenetic analysis of Grape Family (Vitaceae) based on three chloroplast markers. American Journal of Botany, 93(2), 278-287. https://doi.org/10.3732/ajb.93.2.278
Sowmya, S., Perumal, P. C., Anusooriya, P., Vidya, B., Pratibha, P., Malarvizhi, D., & Gopalakrishnan, V. K. (2015). Comparative preliminary phytochemical analysis various different parts (stem, leaf and fruit) of Cayratia trifolia (L.). Indo American Journal of Pharmaceutical Research, 5(1), 218-222.
Swarnkar, S., & Katewa, S. S. (2008). Ethnobotanical observation on tuberous plant from tribal areas of Rajasthan (India). Ethnobotanical Leaflets, 12, 647-666.
Tahir, A., Aftab, M., & Farasat, T. (2010). Effect of cultural conditions on ethanol production by locally isolated Saccharomyces cerevisiae bio-07. Journal of Applied Pharmacy, 3(2), 72-78.
Talukder, A. A., Easmin, F., Mahmud, S. A., & Yamada, M. (2016). Thermotolerant yeasts capable of producing bioethanol: isolation from natural fermented sources, identification and characterization. Agriculture and Environmental Biotechnology, 1106-1114. https://doi.org/10.1080/13102818.2016.1228477
Talukder, A. A., Adnana, N., Siddiqa, A., Miah, R., Tuli, J. F., Khan, S. T., Dey, S. K., Lertwattanasakul, N., & Yamada, M. (2019). Fuel ethanol production using xylose assimilating and high ethanol producing thermosensitive Saccharomyces cerevisiae isolated from date palm juice in Bangladesh. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 18(1), 101029. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101029
Torija, M. J., Rozès, N., Poblet, N., Guillamón, J. M., & Mas, A. (2003). Effects of fermentation temperature on the strain population of Saccharomyces cerevisiae. International Journal of Food Microbiology, 80(1), 47-53. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(02)00144-7
Doan, T. K. T, Huynh, X. P., Yamada, M., Ha, T. T., & Ngo, T. P. D. (2019). Characterization of newly isolated thermotolerant yeasts and evaluation of their potential for use in Cayratia trifolia wine production. Vietnam J. Sci. Technol. Eng. 61(1), 68-73. https://doi.org/10.31276/VJSTE.61(1).68-73
Ueno, R., Urano, N., & Kimura, S. (2002). Effect of temperature and cell density on fermentation by a thermotolerant aquatic yeast strain isolated from a hot spring environment. Fisheries science, 68, 571-578. https://doi.org/10.1046/j.1444-2906.2002.00463.x
Võ Văn Chi (2004). Từ điển thực vật thông dụng- tập 1. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
Wang, Z. X., Zhuge, J., Fang, H., & Prior, B. A. (2001). Glycerol production by microbial fermentation: A review. Biotechnology Advances, 19(3), 201-223. https://doi.org/10.1016/S0734-9750(01)00060-x
Yuangsaard, N., Yongmanitchai, W., Yamada, M., & Limtong, S. (2013). Selection and characterization of a newly isolated thermotolerant Pichia kudriavzevii strain for ethanol production at high temperature from cassava starch hydrolysate. Antonie van Leeuwenhoek, 103(3), 577-588. https://doi.org/10.1007/s10482-012-9842-8